Имплантаты с лекарственной поверхностью от инфекций создают в ТГУ

21.10.2022

Коллектив лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов Научного управления ТГУ работает над проектом, цель которого – создать имплантаты с поверхностью, содержащей лекарственные вещества. Лекарства будут контролируемо выделяться, купировать воспалительный процесс и останавливать развитие инфекции. Исследование ведется в рамках гранта РНФ. На его первом этапе, в течение 2022 года, молодые ученые лаборатории уже подобрали пористо-проницаемый материал для имплантатов, которые в перспективе будут иметь противовоспалительную поверхность.

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.

 

Фото 1. Пористая структура никелида титана подобна губчатым трабекулярным костям живых тканей

 

Фото 2. Исследования пористых никелид титановых сплавов на цитосовместимость

 

Фото предоставили сотрудники лаборатории

 

УПРАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОЛИТИКИ ТГУ

Нет комментариев