Протезирование костных элементов и суставов — одна из наиболее драматичных страниц в истории мировой медицины. Путь от примитивных деревянных культей до «умных» эндопротезов с пористым покрытием из сверхвысокомолекулярного полиэтилена занял без малого полтора столетия. В этой истории советская и российская наука сыграла подлинно выдающуюся роль.

Концепция Чарнли к 1970 году вытеснила практически все конкурирующие конструкции. Протез состоял из металлической головки уменьшенного диаметра из нержавеющей стали, вертлужного компонента из СВМПЭ и акрилового цемента. Принцип «малой головки» повышал износостойкость, но увеличивал риск вывиха — противоречие, которое хирурги преодолевают по сей день.

Полимерная тематика в Институте возникла раньше, чем можно ожидать, — и поначалу связана не с синтетикой, а с материалами белковой природы. В 1955–1958 годах лаборатория органических материалов под руководством д.м.н. Л.А. Кацевской изучала, как среды организма воздействуют на кетгут (хирургический шовный материал из кишок животных) и коллагеновые губки — пористые матрицы для остановки кровотечений. Это была принципиально важная постановка вопроса: не «как изделие работает», а «как оно разрушается и что при этом происходит с тканями». Без ответа на него невозможна ни безопасная резорбция, ни долгосрочная биосовместимость.

В 1958–1961 годах эстафету принял А.Х. Сибгатуллин, переориентировав лабораторию на синтетику первого поколения — поливинилхлорид (ПВХ). Разрабатывались трубки, катетеры и элементы для наркозной аппаратуры: изделия, ежедневно соприкасающиеся с кровью и дыхательными путями пациента. Именно здесь возникло понимание того, что диффузия пластификаторов из ПВХ в биологическую среду — серьёзная проблема, которую нужно решать.

В 1962–1964 годах приоритеты сместились ещё раз — к хирургии кости: разрабатывались штифты для остеосинтеза из желатина и казеина (природных белковых полимеров, способных биодеградировать), а параллельно — неосыпающиеся бинты и пластмассовые инъекционные шприцы. Резорбируемые костные штифты из желатина и казеина стали прямым предшественником рассасывающихся имплантатов для остеосинтеза следующих десятилетий.

Накопленная компетенция позволила лабораторию преобразовать в отдел полимеров медицинского назначения — самостоятельное структурное подразделение. С 1965 годанаучное руководство перешло к д.т.н. А.Б. Давыдову, который сосредоточился на принципиально новом классе материалов — синтетических биосовместимых полимерах.

За 1970–2000 гг. в отделе было создано более 70 видов новых полимерных материалов и изделий, защищённых 115 авторскими свидетельствами и патентами — в том числе зарубежными. Фонд №Р-675 Государственного архива России прямо фиксирует, что ВНИИИМТ занимался «созданием новых видов медицинской техники, полимерных материалов и изделий медицинского назначения».

Именно Давыдов вместе с офтальмологом Ю.Ф. Майчуком из НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и сотрудником отдела Г.Л. Хромовым в 1970 году предложил специальную полимерную композицию на основе биорастворимого поливинилового спирта для «глазных лекарственных плёнок» (ГЛП). Это была одна из первых в мире систем контролируемого высвобождения лекарственного вещества непосредственно в конъюнктивальный мешок.

Майчук Ю.Ф., Давыдов А.Б. и Хромов Г.Л. создали основу ГЛП в 1970 году — поливиниловый спирт с добавками, формирующий тонкую плёнку, которую закладывают в конъюнктивальный мешок.

Сотрудничество ВНИИИМТ с НИИ им. Гельмгольца (Ю.Ф. Майчук, К.В. Трутнева, Э.С. Аветисов, А.А. Юлдаков, Е.Б. Конева) продолжалось с 1970 по 1996 год — фактически весь период существования позднего СССР и его первое десятилетие после распада.

Позднее аналогичный принцип плёночной доставки препарата был применён совместно с Центральным НИИ стоматологии для создания лекарственных плёнок для лечения стоматологических заболеваний (пародонтит, афтозный стоматит), что расширило понятие «полимерное медицинское изделие» далеко за пределы хирургии.

К.т.н. А.Я. Акимов и к.т.н. Г.М. Деркач разработали серию хирургических клеёв на полимерной основе — адгезивных составов для соединения биологических тканей без шовного материала. Их совместная работа с токсикологами института позволила изучить поведение этих композиций непосредственно в организме. Этот союз «химиков-полимерщиков» и токсикологов в одном здании был уникальным конкурентным преимуществом ВНИИИМТ: разработка и испытание происходили под одной крышей.

Накопленная компетенция позволила лабораторию преобразовать в отдел полимеров медицинского назначения — самостоятельное структурное подразделение. С 1965 годанаучное руководство перешло к д.т.н. А.Б. Давыдову, который сосредоточился на принципиально новом классе материалов — синтетических биосовместимых полимерах.

За 1970–2000 гг. отдел создал более 70 видов новых полимерных материалов и изделий, защищённых 115 авторскими свидетельствами и патентами — в том числе зарубежными. Фонд №Р-675 Государственного архива России прямо фиксирует, что ВНИИИМТ занимался «созданием новых видов медицинской техники, полимерных материалов и изделий медицинского назначения».

Именно Давыдов вместе с офтальмологом Ю.Ф. Майчуком из НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и сотрудником отдела Г.Л. Хромовым в 1970 году предложил специальную полимерную композицию на основе биорастворимого поливинилового спирта для «глазных лекарственных плёнок» (ГЛП). Это была одна из первых в мире систем контролируемого высвобождения лекарственного вещества непосредственно в конъюнктивальный мешок.

Сегодня ФГБУ «ВНИИИМТ» Росздравнадзора выполняет функции секретариата Технического комитета ТК 453 «Имплантаты в хирургии» в соответствии с приказом Росстандарта №2824 от 02 декабря 2024 г.

В 2017 году ВНИИИМТ разработал и ввёл в действие с 1 января 2018 года ГОСТ Р 57765-2017 «Изделия протезно-ортопедические. Общие технические требования» — первый национальный стандарт такого рода, распространяющийся на изделия для восстановления внешнего вида и функций верхних конечностей. Стандарт установил систематизированные требования к геометрическим параметрам, прочностным характеристикам и биологической безопасности протезно-ортопедических изделий.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) — основа современных вкладышей вертлужных компонентов — имеет молекулярную массу от 3,5 до 6 миллионов дальтон. В отличие от обычного полиэтилена, он обладает исключительной износостойкостью, химической инертностью и низким коэффициентом трения. В 2010-х годах в клиническую практику вошёл сшитый СВМПЭ, характеристики износа которого в 10–50 раз лучше, чем у конвенционального полиэтилена.

Полиэфирэфиркетон (PEEK, ПЭЭК) — полукристаллический высокотемпературный полимер — стал важнейшим материалом для спинальной хирургии и нейрохирургии в 2000–2020-е годы. Его модуль упругости близок к кортикальной кости, что предотвращает резорбцию кости из-за перераспределения нагрузки в пользу более жёсткого металлического имплантата. ПЭЭК рентгеноконтрастен лишь в специальных версиях, что упрощает лучевое наблюдение.