Основная статья: Наночастицы в медицине
2021: Разработка метода нанесения антибактериального покрытия на имплантаты
Придать антибактериальный эффект титановому сплаву, который становится одним из ключевых материалов хирургии, смогли специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») совместно с другими российскими учеными. Об этом 17 ноября 2021 года Zdrav.Expert сообщил университет. По словам авторов, имплантаты, обработанные по данному методу, заметно ускорят и облегчат восстановление после травм. Исследование опубликовано в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
В
России нашли способ ускорить лечение травм за счет имплантатов с антибактериальной защитой
Продолжительность жизни в большинстве стран на ноябрь 2021 года растет, в связи с чем растет количество костных травм у людей старших поколений. Из-за того, что с возрастом механические свойства кости и способность к восстановлению заметно падают, такие травмы требуют тщательного и долгого лечения. Как отметили специалисты НИТУ «МИСиС», эти факторы создают запрос на материалы для имплантатов, ускоряющие и облегчающие реабилитацию.
Применение имплантатов из немодифицированных металлов и сплавов, по словам ученых, может приводить к осложнениям, наиболее частое среди которых – воспаление из-за бактериальных инфекций, после которого может потребоваться повторное хирургическое вмешательство. Материалы, способные подавлять бактериальную активность, позволят сделать операции по внутреннему протезированию более безопасными и надежными.
Ученые НИТУ «МИСиС» разработали метод нанесения антибактериального покрытия для одного из наиболее перспективных титановых сплавов Ti-Zr-Nb. Эксперименты показали, что обработка по такому способу полностью подавляет на поверхности имплантата рост бактерий кишечной палочки, выступающей своего рода «лабораторной мышью» для микробиологов.
|
| Путем химического травления мы делаем поверхность сплава более пористой на глубину 100-120 нанометров, что позволяет равномерно распределить наночастицы, причем не только на поверхности, но и в глубине пор. Уже при низких дозах выхода серебра, около 0,037 мг/л, что полностью безопасно для организма, нам удалось достичь выраженного антибактериального эффекта, рассказал старший научный сотрудник лаборатории неорганических наноматериалов НИТУ «МИСиС» Антон Конопацкий.
|
|
"Удар" по бактериям, как объяснили авторы метода, наносят ионы серебра. Наночастицы, которые их испускают, ученые синтезировали химическим методом в растворах сложных спиртов, что позволило добиться размеров всего около 10 нанометров. Благодаря этому, как объяснили ученые НИТУ «МИСиС», серебро осаждается в порах материала на глубине до 60 нанометров, что значительно повышает стойкость покрытия и эффективность противомикробного действия.
Пористость поверхности, как считают ученые НИТУ «МИСиС», служит дополнительным фактором подавления бактерий – благодаря ей микроорганизмы контактируют с серебром более плотно и равномерно.
Хотя испытания на большинстве видов бактерий еще впереди, создатели уверены, что данное покрытие будет столь же действенно против любых микроорганизмов, как и против кишечной палочки.
В исследовании принимали участие специалисты РНИМУ им. Н.И. Пирогова и МГУ им. М.В. Ломоносова. В дальнейшем научный коллектив намерен разработать в рамках предложенного подхода покрытия, которые позволят снизить дозу антибиотиков, применяемых во время операции и в период восстановления.