Российские ученые и их иностранные коллеги разработали покрытия для титановых имплантатов, которые обладают высокой биосовместимостью и сопротивляемостью коррозии. Они помогут сократить срок восстановления костных тканей, облегчив выздоровление пациентов. Эти покрытия — одна из немногих подобных разработок на российском рынке. Исследование опубликовано в журнале Journal of Functional Biomaterials.
3D-печать становится все популярнее в современной медицине. Она позволяет медикам создавать протезы и импланты, «заточенные» под конкретного человека, что значительно повышает эффективность лечения. К сожалению, такой подход пока не доступен всем, кто в нем нуждается. Сложность в том, что у метода есть ряд проблем. Например, биосовместимость. Этот параметр означает, что организм человека не будет отторгать инородное тело, то есть имплант. И сегодня исследователи ищут способы повысить биосовместимость медицинских имплантов.
Российские ученые из Томска и Владивостока с коллегами из Китая и Болгарии создали три различных типа покрытия для титановых имплантов, способных улучшить их свойства. Одно из них — оксидное. Оно применяется в случаях, когда имплант необходимо удалить через некоторое время. Оксидные покрытия — биоинертные, то есть почти не подвергаются разрушению. Они не включаются в метаболизм, однако способны обеспечить связь с костным материалом. Два других покрытия — кальций-фосфатные. Это биоактивные структуры, которые помогают новой костной ткани формироваться. Они подходят для восстановления крупных дефектов. Особенность разработанных в ТПУ покрытий — пористая структура, в которую, как в резервуар, можно загрузить лекарственные препараты.
Создавая покрытия, биоинженеры использовали метод микродугового оксидирования. Технология состоит в пропускании через материал тока большой плотности, когда на поверхности металла возникают разряды с высокими локальными температурами и давлениями. В результате формируется слой, состоящий из окисленных форм металла и электролита. Управляя режимом оксидирования и составом электролита, врачи могут регулировать характеристики покрытия. Метод имеет высокую производительность, при этом экономичен и прост в использовании. Он позволяет модифицировать поверхности самых сложных изделий.
В ходе работы ученые проанализировали созданные покрытия при помощи рентгеновской компьютерной томографии. Исследования показали, что покрытия хорошо биосовместимы со взрослыми стволовыми клетками, износостойки и могут эффективно сопротивляться коррозии. Следовательно, новые покрытия смогли улучшить показатели обычных, немодифицированных титановых имплантов.
«Реализация этого проекта позволила перейти к следующему этапу — разработке гибридных покрытий, содержащих биорезорбируемый композитный материал с антибактериальными препаратами. В настоящее время мы приступили к изготовлению пробных партий изделий с новыми покрытиями», — рассказал руководитель проекта, доцент Томского политехнического университета Сергей Твердохлебов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
