МОСКВА, 17 ноя – РИА Новости. Придать антибактериальный эффект титановому сплаву, который становится сегодня одним из ключевых материалов передовой хирургии, смогли специалисты Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" (НИТУ "МИСиС") совместно с другими российскими учеными. По словам авторов, имплантаты, обработанные по новому методу, заметно ускорят и облегчат восстановление после травм. Исследование опубликовано в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
Продолжительность жизни в большинстве стран сегодня 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 новые материалы для имплантатов, ускоряющие и облегчающие реабилитацию.
© Фото : из личного архива Антона Конопацкого
На изображении слева схематично показана исходная поверхность, без модификации. Если такой образец поместить в среду, то никаких антибактериальных свойств он не покажет, из-за этого вырастет много бактерий (емкость слева сверху мутная). Справа схема модифицированной поверхности, которая проявляет антибактериальные свойства. Соответственно, если поместить такой образец в среду, то рост бактерий будет остановлен (емкость справа чистая, деление бактерий в ней не наблюдается)
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 новому 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 новое 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 новые покрытия, которые позволят снизить дозу антибиотиков, применяемых во время операции и в период восстановления.