2021-01-09 09:05:00
Министерство науки и высшего образования РФ / Ученые Южного федерального университета синтезировали новые материалы с высокими механическими свойствами, низкой токсичностью и возможностью снизить скорость образования бактериальных биопленок. После доклинических и клинических испытаний новые материалы могут быть применимы в создании костных имплантатов.
В последнее время испробовано более 40 керамических, металлических и полимерных материалов для восстановления, лечения и замены разнообразных частей тела человека: мышечной и костной ткани, кожных покровов, кровеносной и нервной системы и других. Внедрение таких материалов вызывает затруднения в связи с их токсичностью, биоинертностью, низкими механическими свойствами и необходимостью длительных тестов.
Так, при остеопорозе, приводящем к переломам и необходимости имплантатов, которые не просто замещают дефект костей, а способствуют развитию и восстановлению собственной костной ткани, очень частым осложнением установки имплантатов является развитие бактериальной инфекции.
Пытаясь решить эти задачи, ученые ЮФУ выбрали для исследований германий-замещенные фосфаты кальция. Соединения германия имеют структурное сходство с соединениями кремния, что позволяет предположить высокие механические свойства материалов. При помощи различных методик: твердофазный синтез, золь-гель синтез, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, – был получен ряд соединений. Ученые исследовали их на однофазность, размер частиц, растворимость, токсичность и воздействие на биопленки биолюминисцентных бактерий.
«В ходе работы мы выяснили, что низкая скорость процесса, которую обеспечивает твердофазный синтез, делает стабильной фазу со структурой витлокита, а тщательное перемешивание при синтезе в растворах стабилизирует структуру гидроксиапатита. Также германий-замещенный гидроксиапатит обладает низкой токсичностью и приводит к разрушению биопленок биолюминисцентных бактерий, выделяющих свет в результате биохимической активности. Тестирование на токсичность при помощи таких бактерий имеет ряд преимуществ, а именно: высокая скорость анализа и возможность использования большего количества клеток», – поделился один из авторов разработки магистрант ЮФУ Вячеслав Ветохин.
Дальнейшие исследования будут направлены на определение взаимосвязи между содержанием германия в материалах, токсичностью и влиянием на биопленки. После чего пройдут доклинические и клинические испытания материалов и анализ их возможного применения в составе костных имплантатов.
- страна: Россия
- отрасль: Здравоохранение