Копицын Дмитрий Сергеевич, к.т.н., ведущий научный сотрудник
119991, г. Москва, пр. Ленинский, 65, корп. 1
Dmiry S. Kopitsyn, Cand. Sci. (Engineering), Senior Researcher
65, Leninsky Ave., Moscow, 119991
Оболенский Владимир Николаевич, к.м.н., доцент; заведующий Центром гнойной хирургии
117513, г. Москва, ул. Островитянова, 1, стр. 6;
115280, г. Москва, ул. Велозаводская, 1/1
Vladimir N. Obolenskiy, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor; Head of Septic Surgery
Bld. 6, 1, Ostrovityanova St., Moscow, 117513;
1/1, Velozavodskaya St., Moscow, 115280
Доронина Оксана Александровна, к.б.н., исполняющий обязанности директора инжинирингового центра
117513, г. Москва, ул. Островитянова, 1, стр. 6
Oksana A. Doronina, Cand. Sci. (Biology), Acting Head of the Engineering Center
Bld. 6, 1 Ostrovityanova St., Moscow, 117513
Римашевский Денис Владимирович, к.м.н., доцент
117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6
Denis V. Rimashevskiy, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor
6, Miklukho-Maklaya St., Moscow, 117198
Оснач Станислав Александрович, врач-травматолог, Центр хирургии стопы
115487, г. Москва, Коломенский проезд, 4
Stanislav A. Osnach, Traumatologist, Center for Foot Surgery
4, Kolomenskiy Proesd, Moscow, 115487
Тоузаков Филипп Сергеевич, инженер-исследователь
119991, г. Москва, пр. Ленинский, 65, корп. 1
Filipp S. Touzakov, Research Engineer
65, Leninsky Ave., Moscow, 119991
Кичесов Михаил Сергеевич, инженер-исследователь
119991, г. Москва, пр. Ленинский, 65, корп. 1
Mihail S. Kichesov, Research Engineer
65, Leninsky Ave., Moscow, 119991
Винокуров Владимир Арнольдович, д.х.н., профессор, заведующий кафедрой
119991, г. Москва, пр. Ленинский, 65, корп. 1
Vladimir A. Vinokurov, Dr. Sci. (Chemistry), Professor, Head of the Department
65, Leninsky Ave., Moscow, 119991
Одним из наиболее распространенных и востребованных материалов для костной хирургии на сегодняшний день остается костный цемент на основе полиметилметакрилата. Основные направления научных изысканий сосредоточены на создании цементов нового поколения, обладающих комплексом улучшенных свойств, таких как снижение экзотермического эффекта при отверждении, повышение биосовместимости, возможность регулирования механических параметров медицинского изделия, продление срока службы имплантатов. Одним из наиболее перспективных вариантов достижения улучшенных функциональных свойств костных цементов является разработка нанокомпозитных систем с применением биополимерных модификаторов. Целью проведенной работы являлось исследование способа создания композитного материала на основе полиметилметакрилата и биополимеров, позволяющего получать составы для акрилатных костных цементов с равномерным распределением наноцеллюлозы в объеме материала. Предложенный способ получения композитного материала основан на предварительной полимеризации метилметакрилата на волокнах целлюлозы с последующим использованием получаемого материала в качестве одного из компонентов костного цемента. Для полученных таким способом образцов исследован температурной профиль полимеризации, изучены механические свойства, проанализированы структура и морфология методом электронной микроскопии. Модификация костных цементов материалами на основе целлюлозы позволила увеличить длительность и повысить эффективность высвобождения антибиотика из состава модифицированного костного цемента. При этом разработанные материалы модифицированных костных цементов обладают сопоставимыми механическими свойствами по сравнению с классическими коммерческими составами.
Polymethyl methacrylate-based bone cements remain among the most widely used and demanded materials in bone surgery. Current research efforts are focused on the development of next-generation cements with a combination of improved properties, including reduced exothermic heat release during curing, enhanced biocompatibility, the possibility of tailoring the mechanical parameters of medical devices, and their extended service life. One of the most promising approaches to achieving improved functional performance of bone cements consists in the development of nanocomposite systems based on biopolymer modifiers. The aim of the present study was to investigate an approach to creating a composite material based on polymethyl methacrylate and biopolymers that enables the production of acrylic bone cement formulations with a uniform distribution of nanocellulose throughout the material bulk. The proposed synthesis approach is based on the preliminary polymerization of methyl methacrylate on cellulose fibers, followed by the use of the resulting material as a bone cement component. The as-obtained samples were subjected to electron microscopy analysis to examine their polymerization temperature profile, mechanical properties, as well as structural and morphological characteristics. Modification of bone cements with cellulose-based materials made it possible to extend the duration and enhance the process of antibiotic release from the modified bone cement matrix. In addition, the developed modified bone cement materials exhibit mechanical properties comparable to those of conventional commercial formulations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.