Ученые ТПУ представили новый способ создания биосовместимых поверхностей 3D-печатных имплантатов

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) предложили улучшать поверхностные свойства имплантатов, изготовленных по технологии электронно-лучевого наплавления (EBM), полиэлектролитными микрокапсулами с кальций-карбонатным ядрами, загруженными лекарственными препаратами и помогающими эффективнее контролировать высвобождение лекарства.

Исследования в области адресной доставки лекарств, а точнее высвобождения лекарственного препарата с поверхности металлических имплантатов, провела группа ученых из научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ в коллаборации с коллегами из Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, а также учеными из Швеции, Германии и Великобритании, сообщает пресс-служба вуза.

Ученые ТПУ совместно с коллегами разработали микрокапсулы, состоящие из пористых микрочастиц карбоната кальция с высокой биосовместимостью и возможностью использования в качестве системы контроля доставки загружаемых в них различных типов препаратов.

«В качестве загружаемого компонента мы выбрали дексаметазон. Он является противовоспалительным препаратом, одна из областей его применения — посттрансплантационная иммунотерапия. Лекарство позволяет подавлять иммунный ответ за счет снижения лимфатической активности, а также стимулирует остеогенную дифференцировку и способствует метаболизму белков, жиров и углеводов. В перспективе в капсулы также можно загружать белки, различные факторы роста, а также другие лекарственные препараты», — поясняют авторы исследования.

Микрокапсулы созданы с помощью метода послойного синтеза вещества — поочередного нанесения на кальций-карбонатные ядра противоположно заряженных полимеров. Это позволяет лучше контролировать высвобождение загруженного препарата из оболочки. По словам авторов, в перспективе синтез позволит добавлять различные биоактивные компоненты в процессе нанесения оболочек на кальций-карбонатные ядра.

«На металлические имплантаты, в том числе титанового сплава, наносятся различного рода покрытия, частицы и другое. Но осаждать именно полиэлектролитные микрокапсулы с кальций-карбонатным ядром, загруженным дексаметазоном мы предложили впервые. В своей работе мы осаждаем эти частицы на скаффолды (опорные матрицы — прим. ред.) титанового сплава и не подразумеваем вскрытия внешними способами. Они просто будут растворяться естественным путем, тем самым обеспечивая пролонгированное действие лекарства. Новизна нашей работы заключается в самих скаффолдах, созданных с помощью аддитивных технологий, которые позволили получить образцы с хорошо развитой пористой поверхностью. Это способствовало лучшему «прикреплению» микрочастиц на поверхность скаффолда», — рассказывает ведущий научный сотрудник научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Мария Сурменева.

Исследования проводились в рамках проекта государственного задания «Наука», а также при поддержке гранта Немецко-российского междисциплинарного научного центра (G-RISC), выигранного инженером-исследователем центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Екатериной Чудиновой. Часть экспериментов проведена в Университете Дуйсбурга-Эссена. Следующим этапом станет выявление эффективности метода для лечения воспалений при имплантации. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Chemistry and Physics. 

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.