Основные принципы использования биологически и механически совместимых имплантатов в нейрохирургии

Давыдов Е.А.1, Древаль О.Н.2, Ильин А.А.3, Коллеров М.Ю.3

( 1 Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова, Санкт-Петербург;
2 Кафедра нейрохирургии Российской медицинской академии последипломного образования, Москва;
3 Московский авиационный технологический институт - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского, Москва)

Концепция использования в нейрохирургии Биологически и Механически Совместимых Имплантатов (БМСИ) сформировалась еще в конце XX века, но получила свое развитие уже в XXI. Она является результатом тесного сотрудничества российских врачей и инженеров-технологов.

Концепция БМСИ - это новая идеология и новые принципы проектирования, производства и применения для хирургического лечения сверхэластичных фиксаторов, имитирующих работу живых тканей организма. Концепция БМСИ воплотила в себе современные, по сути космические, технологии при изготовлении фиксаторов и возможности современной медицины при их использовании.

Сверхэластичные имплантаты в нейрохирургии предназначены для восстановления или укрепления костных, хрящевых и фиброзных образований позвоночника, сохраняя при этом физиологическую подвижность в позвоночно-двигательных сегментах, а также для соединения костей мозгового и лицевого черепа. В травматологии и ортопедии эти имплантаты используются для фиксации костных, хрящевых и фиброзных тканей остального скелета. За пределами России отдельные составляющие концепции БМСИ стали называть динамической фиксацией.

Имплантаты БМСИ изготавливаются из материала с термомеханической памятью формы на основе никелида титана с гетерофазной микроструктурой, которая обеспечивает заданные и стабильные характеристики эффекта запоминания формы и сверхупругости.

Термомеханическая память формы заключается в том, что деформированный в охлажденном состоянии фиксатор может сколь угодно долго сохранять измененную форму. Но при нагревании, в строго заданном интервале температур, фиксатор восстанавливает свою исходную форму и далее проявляет свои сверхупругие свойства. Если внешнее противодействие препятствует возвращению фиксатора к первоначальной (рабочей) форме, то в нем развиваются реактивные напряжения и он совершает работу, медленно сближая фиксированные сегменты или исправляя имевшуюся осевую деформацию.

Изделия из сплава никеля и титана выдерживают более 50 000 циклов знакопеременных нагрузок, причем при удлинениях в десятки раз больших, чем могут выдержать конструкции из традиционных материалов.

Позвоночник – сложное мобильное образование, позволяющее выполнять сгибания, разгибания и вращения в различных плоскостях. Получив фиксатор с уникальными свойствами, хирурги получили возможность не только протезировать утраченный фрагмент позвоночника или иного анатомического образования, но также появилась возможность имитировать утраченную функцию, например движения межпозвонкового диска, растяжения межостистой и надостной связок и т.п.