Исследователи БФУ им. И. Канта создали биокомпозитные материалы для производства нового класса имплантатов для ортопедии и травматологии

Перипротезная инфекция (ППИ) - это глубокая инфекция области хирургического вмешательства, которая составляет до 37% осложнений, в частности, при ортопедических и травматологических манипуляциях. Данная инфекция резко снижает качество лечения и сокращает продолжительность жизни пациента.

Отсутствие оптимальных терапевтических методов эффективного разрушения микробных биопленок связано с устойчивостью патогенных микроорганизмов к антибактериальным препаратам и представляет собой серьезную проблему для современной медицины. Перспективными методами для борьбы с перипротезной инфекцией считаются ионы металлов, обладающие антимикробным потенциалом (медь, цинк, серебро) и собственной биологической (регуляторной) активностью, сохраняющие свой эффект после стерилизации медицинских изделий.

Распространенным способом модификации металлических имплантатов для улучшения их остеокондуктивных свойств является создание на их поверхности покрытий из фосфатов кальция.  В структуре фосфатов кальция, в положениях катионов и анионов возможны замещения, что позволяет вводить микроэлементы в покрытия и формировать покрытия со специальными свойствами. При этом синтетические фосфаты кальция приближаются по свойствам и составу к биологическим аналогам.

Доктор медицинских наук, заведующая Базовой лабораторией иммунологии и клеточных биотехнологий,  профессор кафедры Фундаментальной медицины медицинского института БФУ им. И. Канта Лариса Литвинова совместно с коллегами из Томского политехнического университета работала над получением биокомпозитных материалов, перспективных для производства нового класса имплантов.

Лариса Литвинова:

“В настоящем исследовании, на подложки из чистого титана  мы наносили  кальцийфосфатное покрытие методом микродугового оксидирования из электролита, содержащего наночастицы гидроксиапатита с замещением кальция в молекуле на атомы  Zn, Cu или Ag. Было проведено сравнительное изучение физико-химических и биомедицинских свойств полученных покрытий. Покрытия Zn-CaP, Cu-CaP и Ag-CaP продемонстрировали in vitro (технология выполнения экспериментов, когда опыты проводятся «в пробирке») антимикробную активность против патогенного штамма 209P золотистого стафилококка без цитотоксического действия на клетки костного мозга (миелокариоциты).  Эффект покрытий связан с выделением бактерицидных ионов в раствор”.

Результаты исследования были опубликованы в статье “Микродуговые покрытия с включением Zn, Cu или Ag на титановых сплавах: свойства и поведение в синтетической биологической среде” в авторитетном научном журнале Surface and Coatings Technology.

Полученные биокомпозитные материалы (на основе биоинертных титановых сплавов и антибактериальных микродуговых CaP-покрытий с микроэлементами) являются перспективными для производства нового класса имплантатов для ортопедии и травматологии, обладающих регулируемой антимикробной/остеогенной биоактивностью.