Ученые Института неорганической химии (ИНХ) им. А. В. Николаева СО РАН разработали пленочные гетероструктуры для покрытия имплантов, состоящие из подслоя золота или иридия. Полученные соединения в ходе нового исследования показали высокие антибактериальные свойства, сообщило официальное издание СО РАН «Наука в Сибири».
Современные имплантаты, как правило, изготавливаются из нержавеющей стали, титана и различных сплавов металлов. Проблемой для таких имплантатов, мешающей им приживаться в организме, становятся бактерии, которые образуют биопленки и отличаются повышенной устойчивостью к действию иммунной системы. Чтобы препятствовать размножению бактериальных колоний, на поверхность имплантатов наносят специальные покрытия. В медицине еще не выработан идеальный состав таких покрытий, продолжаются поиски наиболее эффективного материала.
«Ученые ИНХ СО РАН предлагают наносить на имплантаты пленочные гетероструктуры, полученные методами физического и химического осаждения из газовой фазы. Это позволяет проводить эксперименты при относительно низких температурах и работать с изделиями сложной 3D-геометрии», — говорится в сообщении.
Новые покрытия
Как сообщила главный научный сотрудник ИНХ СО РАН, доктор химических наук Наталья Морозова, полученные учеными структуры представляют собой биоматериалы с подслоем металлов платиновой группы или золота, на который затем наносится активный компонент — серебро с различной концентрацией и поверхностным состоянием (наночастицы, нанокластеры, островковые или тонкие сплошные пленки). «Иридий и золото выбраны в качестве подслоя для активации антибактериального эффекта, который определяется разницей потенциалов в гальванических парах «серебро — благородный металл» и, соответственно, динамикой выделения серебра в биологическую среду», — пояснила она.
Ученые исследовали действие таких покрытий по отношению к наиболее распространенным в онкологической практике колониям грамположительных (S. аureus, золотистый стафилококк) и грамотрицательных (P. аeruginosa, синегнойная палочка) бактерий. В качестве материала имплантата ученые использовали сплав, на который наносили подслои иридия или золота толщиной порядка 1 мкм, а затем на поверхность осаждали антибактериальный компонент — серебро в различных состояниях. Исследование биосовместимости проходило на культурах клеток и при подкожной имплантации образцов лабораторным животным (имплантаты туда помещали сроком на 30 и 90 дней). «Результаты экспериментов показали, что покрытие с подслоем из золота, на поверхности которого оксидная фаза серебра является преобладающей, демонстрировало менее интенсивный, но более пролонгированный процесс растворения серебра. Такие образцы показали отсутствие признаков воспаления даже при длительных временах имплантации. Структура с подслоем из иридия, в свою очередь, характеризовалась максимальным растворением основной части серебра», — пишет издание.
Дата размещения: 7 мая 2024