В сердечно-сосудистой хирургии было замечено, что некоторые
материалы работают в контакте с кровью лучше, чем другие. При порезе
защитное поведение организма состоит в местном сворачивании крови и
формировании уплотнения, останавливающего кровотечение. Так как вставка
имплантата без местного повреждения ткани пока невозможна, то, когда кровь
входит в контакт с инородным телом, происходит ее частичное сворачивание.
Это осложняет разработку устройств, непосредственно контактирующих с
кровью, например искусственных кровеносных сосудов, искусственного
сердца, оксигенаторов и аппаратов диализа почки.
Постепенно стало понятно, что
разные материалы вызывают принципиально различную реакцию живого
организма. Для преодоления проблем, связанных с использованием
синтетических материалов, необходимо было разработать интеллектуальные биоматериалы -
«материалы, активно взаимодействующие с биологическим
окружением для достижения желаемого результата».
9.3. Второе поколение
биоматериалов. Улучшенные биоматериалы
В процессе разработки биоматериалов первого поколения стало
очевидно, что они имеют множество недостатков, особенно при
длительных сроках использования. Если имплантат несет значительную
механическую нагрузку, важно, чтобы механические напряжения
передавались от него к кости. Кость является исключительно
интеллектуальным материалом. Если она не испытывает нагрузки, то
уменьшает свою прочность. От этой проблемы страдают космонавты,
проводящие долгое время в невесомости. Напротив, в местах, где кость
испытывает высокие нагрузки, она пытается их компенсировать, образуя
дополнительные костные слои. Примером является костная мозоль,
появляющаяся при заживлении перелома. Если нагрузка слишком высока,
кость нарастает, чтобы снизить уровень напряжения и избежать разрушения.
При лечении зубов интеллектуальное поведение кости используют, чтобы
сдвинуть их положение по эстетическим или функциональным причинам. Такое
поведение зубной ткани является основанием
ортодонтии.
Форма и жесткость протеза
тазобедренного сустава сильно отличаются от характеристик натуральной
кости (табл. 9.2). Успех использования первых протезов был частично
обусловлен возрастом пациентов, которые в большинстве своем были
старше 65 лет. Такие люди не слишком активны, и напряжения, которые
испытывают имплантат и окружающая кость, не так высоки, как у молодых и
активных пациентов. Однако существует спрос и на замену сустава
физически активным людям. Это накладывает серьезные требования к
имплантату. Боль-
