Создан бактерицидный материал для имплантов
Бактериальная инфекция возникает в 1-4% случаев после хирургического вмешательства с установкой каких-либо имплантов — протезов, крепящих скоб и т.п. При сложных переломах вероятность ее возникновения достигает 30%. При возникновении инфекции зачастую требуется новая операция.
В легких случаях проводится терапия антибиотиками, но при этом организм пациента подвергается колоссальному стрессу.
Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» и их коллеги разработали имплантационный материал с наночастицами металлов, который эффективно подавляет рост и распространение патогенных бактерий, не оказывая угнетающего действия на клетки иммунной системы – лимфоциты.
«Мы имплантировали в матрицу, которой является биосовместимое керамическое покрытие TiCaPCON (титан-кальций-фосфор-углерод-кислород-азот), ионы платины и железа. В результате на поверхности покрытия образуются наночастицы металлов, размером несколько нанометров. Между наночастицами и керамической матрицей образуется разность потенциалов порядка 60 мВ. При контакте с поверхностью материала мембрана бактерии может быть разрушена», – рассказал главный автор исследования, аспирант кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ «МИСиС» Виктор Пономарев.
Кроме того, после стерилизации импланта с покрытием под ультрафиолетовым излучением происходит генерация большого количества свободных радикалов, которые приводят к гибели бактерий.
По утверждению авторов исследования, в ходе их экспериментов разработанный материал за 8-12 часов уничтожал 98% бактерий, в том числе золотистый и эпидермальный стафилококк, кишечную палочку, клебсиеллу пневмонии. Сейчас ученые рассматривают вопрос тестирования полученных образцов внутри живого организма (in vivo). Еще одним перспективным применением разработанного материала может быть создание фильтров для очистки воды.
Статья о разработке опубликована в журнале «Applied Materials & Interfaces».