Приоритет 2030: Ученые создают имплантаты с лекарственной поверхностью от инфекций
Хирургическое вмешательство и введение в организм человека инородных материалов, таких как имплантаты, обуславливает постоянную угрозу послеоперационных инфекций и воспалительных процессов. На развитие инфекции заметно влияет адгезия бактерий к поверхности биоматериалов. При определенных условиях организм человека имеет тенденцию инкапсулировать очаги инфекции и отторгать имплантат при преодолении его местной защиты. Поэтому пациентам приходится повторно оперироваться для удаления или замены имплантата.
В связи с этим перед учеными стоит задача разрабатывать имплантационные материалы с дополнительно созданной противоспалительной поверхностью. Такое пористое покрытие способно инкапсулировать, а затем, при необходимости, контролируемо высвобождать лекарственные средства.
– В качестве основного материала выбран пористый сплав никелида титана, который предпочтителен для использования в хирургии костных тканей, – рассказывает о проведенном исследовании руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов Научного управления ТГУ Гульшарат Байгонакова. – На данный момент разработаны научные основы создания материалов из никелида титана с развитой пористо-проницаемой структурой, свойства которых регулируются начальными условиями самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
Как отмечает ученый, пористо-проницаемая структура, подобная структуре костных тканей, длительно выдерживает физиологические нагрузки в организме и сохраняет каркасную функцию для врастания костной ткани, а поверхность обеспечивает защиту от агрессивной среды организма и высокую цитосовместимость.
Для замедления инфекционных последствий, обеспечения ускоренной остеоиндукции биологических тканей (рост костных клеток) и сокращения срока приживаемости имплантата на поверхность пористых сплавов никелида титана впервые разными методами будут осаждены макроциклические соединения.
– Мы посмотрим, как после осаждения они располагаются по поверхности материала – с какой плотностью, равномерно или нет. Главное для нас – равномерность. Потом, в зависимости от результатов, мы будем насыщать эти молекулы лекарственными средствами и посмотрим, как они будут высвобождать эти лекарства, – поясняет Гульшарат Байгонакова.
Таким образом, с применением макроциклических соединений поверхность пористого материала получит новую функцию. В конечном итоге, рассчитывают авторы проекта, это позволит разработать инновационный материал с подходящей микросредой для остеогенеза и контролируемого высвобождения биологически активных веществ, например, антибактериальных.
Для справки: Исследование «Осаждение макроциклических соединений на поверхность сплавов никелида титана для высвобождения инкапсулированных лекарств и ускоренной индукции биологических тканей» выполняется за счет гранта Российского научного фонда № 22–72–10037. Проект рассчитан на три года, исследовательская работа будет завершена в 2024 году.
Источник: Новости ТГУ