Ученые разработали покрытия для имплантатов, устойчивые к кишечной палочке и стафилококку

Ученые разработали покрытия для имплантатов, устойчивые к кишечной палочке и стафилококку

Ученые разработали покрытия для имплантатов, устойчивые к кишечной палочке и стафилококку

Несмотря на то, что имплантация в последние годы показывает хорошие результаты в раннем послеоперационном периоде, риски отдаленных осложнений, связанных с развитием воспаления тканей, окружающих остеоинтегрированный имплантат, все еще сохраняются.

Наиболее вероятной причиной развития таких воспалений может быть проникновение инфекции в зону контакта имплантата с костью. Особую опасность представляют антибиотикорезистентные бактерии, такие как кишечная палочка и золотистый стафилококк. Решением проблемы вторичных воспалительных осложнений могут стать антибактериальные покрытия для имплантатов.

Тем не менее, создание антибактериальных, но при этом биосовместимых и биоактивных поверхностей, – это проблема, которую научное сообщество решает на протяжении многих лет. До сих пор материалы, полностью отвечающие всем этим критериям, до сих пор синтезированы не были.

Ученые НИТУ «МИСиС» создали инновационное мультикомпонентное покрытие на основе оксида титана, позволяющее предотвратить развитие бактериальной инфекции. Покрытие дополнительно модифицировано кальцием, фосфором, кремнием и бором методом дугового оксидирования, что позволяет повысить биоактивность материала. Затем в получившийся материал методом ионной имплантации были введены частицы меди и серебра.

Синтезированное российскими учеными покрытие обладает оптимальной структурой, а модификация биоактивными элементами позволяет добиться более эффективной остеоинтеграции. Кроме того, такое покрытие способствует минерализации прилегающей костной ткани.

Результаты исследований in vitro показали высокую клеточную совместимость и продемонстрировали стопроцентную бактерицидную эффективность в отношении устойчивого к антибиотикам бактериальных штаммов кишечной палочки и золотистого стафилококка. Добавление частиц бора позволило добиться усиленного биоцидного эффекта. По словам разработчиков, такое покрытие может найти применение, в том числе, в имплантологии и черепно-челюстно-лицевой хирургии.

«Актуальность разработки объясняется увеличивающейся потребностью в операциях по эндопротезированию костных имплантатов, связанной со старением населения и более широким распространением дегенеративных заболеваний. Титан и его сплавы на сегодняшний день являются наиболее широко используемыми материалами для замены поврежденных участков костной ткани. Но титан не обладает ни биоактивностью, ни антибактериальной активностью. При этом известно, что процесс остеоинтеграции зависит в том числе от таких факторов как химический состав поверхности и ее морфология. Также известно, что инфекционные осложнения при эндопротезировании – одна из значимых медицинских и социально-экономических проблем, способом решения которой может стать комплекс мер по предотвращению образования биопленки на поверхности имплантата», – поясняет один из соавторов исследования Анастасия Попова, студентка 2 курса магистратуры программы iPhD «Биоматериаловедение» НИТУ «МИСиС», сотрудница Научно-учебного центра самораспространяющегося высокотемпературного синтеза МИСиС-ИСМАН. Работа выполнена в рамках международного научного проекта Россия-Индия, финансируемого РФФИ.

Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

E-mail: press@edu.misis.ru, тел.: 8 495 647 23 09

Дина Моисеева: moiseeva@edu.misis.ru, тел.: 8 903 363 05 73

 

Справка о НИТУ «МИСиС»

НИТУ «МИСиС» – один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ «МИСиС» также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 16 направлениям, входя в топ-100 в категориях «Инжиниринг–Горное дело» (рейтинг QS) и «Инжиниринг-Металлургия» (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ «МИСиС» в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).

Стратегическая цель НИТУ «МИСиС» к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В НИТУ «МИСиС» учится более 20 000 обучающихся, среди них 26% – это студенты из 84 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. НИТУ «МИСиС» успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *