Учёные Института физики прочности и материаловедения СО РАН в Томске разработали и запатентовали покрытие для имплантов на основе кальция и фосфата с внедрением в него лекарственного препарата. Покрытие позволяет протезу лучше интегрироваться в костную ткань и снижает риски послеоперационных осложнений, следует из патента, с которым ознакомился ТАСС.
«Изобретение относится к области медицинской техники, в частности – медицинскому материаловедению. <…> [Оно] выполняет функцию носителя фармакологических препаратов и может быть использовано при изготовлении имплантатов для ортопедии, травматологии, стоматологии, челюстно-лицевой и пластической хирургии», – говорится в документе.
Как пишут авторы разработки, для изготовления имплантов в медицине сейчас активно используется титан, для лучшей его интеграции в кость на протез наносится специальное покрытие на основе кальция и фосфата. Учёные предложили новую модификацию такого покрытия, внедрив в него фармакологическое средство.
Разработанное покрытие представляет собой двухуровневую структуру с шероховатой поверхностью. Его толщина составляет около 50-60 микрометров (сопоставимо с толщиной полиэтиленовой плёнки).
Учёные получили его с помощью процесса, во время которого титановый имплант погружают в электролит, содержащий соли фосфорной кислоты, соли кальция и гидроксиапатит – минеральную составляющую костей. Одновременно на него подают импульсное напряжение, а на саму ёмкость с электролитом – ультразвук. Происходит электрохимическая реакция, и под воздействием ультразвука образуются пузырьки, после чего на поверхности протеза формируются относительно толстые покрытия с равномерной пористой структурой и шероховатым рельефом поверхности.
Лекарственное соединение внутрь можно накапать пипеткой, а можно через вымачивание в течение часа. Согласно патенту в зависимости от медицинских задач это может быть противоопухолевая субстанция, антибиотик или противовирусное средство. Ученые проверили эффективность высвобождения лекарства в эксперименте, поместив имплант с веществом в физраствор при температуре 37 градусов, близкой к температуре тела человека. В зависимости от препарата, процесс активного высвобождения лекарства занимал от получаса до 12 часов.
Результаты испытаний
Покрытие с внедрённым противоопухолевым соединением показало эффективность против раковых клеток, снизив их жизнеспособность до 70 %. Покрытие с антибиотиком продемонстрировало высокую антимикробную активность против штамма золотистого стафилококка – одного из наиболее частых возбудителей внутрибольничных инфекций. «Оно уничтожало колонии микроорганизмов на протяжении четырёх суток, что является достаточным результатом с учётом дополнительного приема антибиотиков», – подчеркнули авторы патента.
