Разработанные в ТПУ покрытия для 3D-печатных имплантатов прошли доклинические испытания

Биоактивные и биоинертные покрытия титановых имплантатов, разработанные учеными Томского политехнического университета с целью применения в травматологии и ортопедии, прошли стадию доклинических испытаний. В сравнении с существующими аналогами модифицированные имплантаты обладают лучшей биосовместимостью и коррозийной стойкостью, а также сокращают сроки восстановления костной ткани.

Аддитивные технологии позволяют изготавливать имплантаты индивидуальной формы и размера под конкретных пациентов, при этом модифицирование поверхностей таких имплантатов, то есть нанесение покрытий для придания биоактивных свойств — нетривиальная задача. Ученые Томского политеха разработали и изучили три типа покрытий — одно оксидное и два кальций-фосфатных, сообщает пресс-служба вуза. Покрытия сформированы и нанесены методом микродугового оксидирования. Этот метод имеет ряд важных технологических преимуществ: он экономичен, прост, экологически безопасен и обладает высокой производительностью.

«Кальций-фосфатные покрытия являются биоактивными, то есть способствуют в процессе эксплуатации формированию новой костной ткани. Они перспективны для восстановления крупных костных дефектов. Оксидные покрытия биоинертны и применяются в случаях, когда требуется последующее удаление имплантата. Особенность наших покрытий заключается в пористой структуре: она может служить резервуаром для загрузки различных лекарственных препаратов. Кроме того, метод микродугового оксидирования дает возможность модификации поверхностей самых сложных 3D-изделий», — рассказала сотрудница Научно-образовательного центра Б. П. Вейнберга ТПУ Анна Козельская.

Ученые провели комплекс исследований, начиная с изучения физико-химических свойств и заканчивая исследованиями in vitro и in vivo. Изучение покрытий проводилось с использованием метода рентгеновской компьютерной томографии на приборе, разработанном и собранном в международной научно-образовательной лаборатории «Рентгеновская оптика» ТПУ. Исследованием биологических свойств покрытий занимались специалисты Научно-исследовательского института онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН, исследованием коррозионных свойств — ученые Института химии Дальневосточного отделения РАН во Владивостоке. Работы проводилась в кооперации с партнером Томского политеха — Болгарской академией наук.

Эксперименты показали, что разработанные материаловедами ТПУ покрытия отличаются повышенной износостойкостью, коррозионной стойкостью и улучшают сцепление имплантата с костной тканью.

«Реализация данного проекта позволила перейти к следующему этапу — разработке гибридных покрытий, содержащих биорезорбируемый композитный материал с антибактериальными препаратами. Разработкой уже заинтересовались наши партнеры — Госпиталь имени академика Бурденко в Москве и Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова в Санкт-Петербурге. Мы приступили к изготовлению пробных партий изделий с новыми покрытиями», — рассказал руководитель проекта, доцент Научно-образовательного центра Б. П. Вейнберга ТПУ Сергей Твердохлебов.

Исследование проводилось при поддержке программы «Приоритет 2030», результаты опубликованы в издании Journal of Functional Biomaterials.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.