В МИСИС изучили антибактериальные и биоактивные покрытия имплантатов

Ученые Университета науки и технологий «МИСИС» доказали возможность одновременного нанесения антибактериальных и биоактивных покрытий на титановые имплантаты, что проще и дешевле, чем существующие двухступенчатые процессы. Способ покрытия апробирован в том числе на высокопористых 3D-печатных титановых изделиях, имеющих более близкие механические характеристики к натуральным костям в сравнении с классическими эндопротезами.

Разрабатываемые материалы предназначены для применения в персонализированной медицине, например в качестве покрытий имплантатов для черепно-челюстно-лицевой хирургии, сообщает пресс-служба вуза.

Обычно при модификации имплантатов на первым этапе наносится биоактивное покрытие (кальций, фосфор, кремний), улучшающее приживаемость, а на втором — медь, обладающая бактерицидными свойствами. При этом важно соблюдать концентрацию наночастиц меди, иначе при избытке покрытие будет токсичным, а при недостатке — недостаточно бактерицидным.

Преимущества модифицированных имплантатов от существующих на рынке:

• одновременное сочетание антибактериальных и биоактивных свойств. Хотя эти характеристики, как правило, считаются взаимоисключающими, в ходе экспериментов установлено, что метод плазменного электролитического оксидирования придает покрытиям желаемые свойства в один этап;
• простота технологии изготовления. Медицинским центрам не потребуется специфическое, дорогое оборудование;
• возможность создания персональных имплантатов по индивидуальным параметрам пациентов за счет 3D-печати титановыми порошками.

«Такая поверхностная модификация направлена на придание имплантатам улучшенных регенеративных свойств, стимулирующих образование здоровой костной ткани на границе имплантата в области костного дефекта. В качестве метода поверхностной модификации впервые для высокопористых металлических имплантатов, обладающих мультимодальным распределением пор, используется метод плазменного электролитического оксидирования. Для придания материалу биоактивных, бактерицидных и противогрибковых характеристик в состав электролитов вводятся различные функциональные добавки. Для лучшей и ускоренной интеграции пористые покрытия будут насыщаться фактором роста, таким как белок BMP-2», — рассказала участница исследования, аспирантка НИТУ «МИСИС» Анастасия Попова.

Дальнейшую модификацию имплантатов факторами роста и исследование остеоинтеграционной способности проведут специалисты Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи. В Государственном научном центре прикладной микробиологии и биотехнологии изучат антибактериальную и противогрибковую сопротивляемость покрытий патогенам с устойчивостью к антибиотикам.

Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science.

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.