Ученые сообщили о повреждениях печени и почек из-за редкоземельных металлов в имплантатах

Исследователи показали, что добавки редкоземельных металлов лантана и церия в титановые имплантаты могут повреждать печень и почки у крыс. Открытие ставит под вопрос безопасность ряда существующих сплавов.

Ученые из Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва) и Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии им. акад. Г.А. Илизарова (Курган) обнаружили, что добавки редкоземельных металлов лантана и церия в титановые имплантаты вызывают стойкое повреждение печени и почек у крыс, тогда как иттрий — еще один элемент из этой группы — таких эффектов не дает. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) (есть в распоряжении «МВ»), при поддержке которого было выполнено исследование.

Большинство имплантатов, применяемых в ортопедии, травматологии, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, делают из титана и его сплавов, которые не отторгаются живыми тканями и биосовместимы. «Добавки» в титановых сплавах нужны в том числе для того, чтобы избежать изнашивания и увеличить прочность. Безопасными вариантами раньше считались редкоземельные металлы, такие как лантан и церий, однако новое исследование показывает, что применение таких добавок может иметь опасные последствия.

Испытания проводили на 46 самцах крыс, которых разделили на четыре группы. Первой под кожу ввели титановый имплантат с добавлением иттрия, второй — с лантаном, третьей — с церием, а четвертой (контрольной) поместили чистый титановый имплантат. В течение следующих четырех недель исследователи оценивали общее состояние здоровья животных, массу, температуру их тела и локальную температуру в месте установки имплантата.

Измерения показали, что при введении имплантата с лантаном воспалительная реакция шла более активно — температура повысилась на 0,9—1,2 °C, в то время как у животных с имплантатом из титана и иттрия она снизилась на 1,6 °C. Также через три месяца после операции ученые исследовали кровь крыс. У грызунов с имплантатами, содержащими лантан и церий, повысился показатель, указывающий на поражение печени и почек, в то время как у крыс с имплантатами из титана с иттрием такого не было. Открытие поможет найти безопасные составы имплантатов и избежать побочных эффектов, связанных с их помещением в организм, считают ученые.

«Мы впервые на лабораторных животных показали, что микродобавки редкоземельных элементов в титановых сплавах, которые раньше считали безопасными, могут негативно влиять на внутренние органы млекопитающих. Это значит, что у пациентов с имплантатами из таких сплавов, содержащих церий или лантан, есть вероятность проявления побочных эффектов после операций», — отметил старший научный сотрудник лаборатории новых технологий металлических и керамических материалов Института металлургии и материаловедения Александр Анохин.

Ранее глава «Росатом МеталлТех» Андрей Андрианов сообщил, что Росатом формирует замкнутую технологическую цепочку производства имплантатов и хирургических инструментов из титана. По его словам, с 2024 года корпорация развивает мощности для выпуска отечественных медицинских изделий — пластин, штифтов и комплектующих. В 2026 году планируется запуск полного цикла: от добычи титановой губки и производства прутков до выпуска готовых имплантатов.