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.

ТАСС.Наука

Ученые Юго-Западного государственного университета (ЮЗГУ) летом проведут клинические испытания экзоскелета нижних конечностей, предназначенного, в том числе, для реабилитации после ранений участников специальной военной операции. Благодаря датчикам, устройство подстраивается под каждого пациента, а врач получает подробные сведения о динамике его восстановления, рассказал ТАСС заведующий кафедрой механики, мехатроники и робототехники ЮЗГУ, доктор технических наук, профессор Сергей Яцун.

«Одна из основных задач — создать реабилитационный комплекс, который позволяет реализовать самые различные виды упражнений, которые позволяют обеспечить заданное движение всех элементов нижних конечностей: стопы, голени и бедра. Последние разработки направлены на то, чтобы ввести в этот комплекс подвижный позвоночник. Это очень важно, поскольку работа с позвоночным отделом и нижними конечностями позволяет достаточно быстро восстанавливать пациента. Этими задачами и занимается наш коллектив. У нас есть на стадии клинических испытаний реабилитационный комплекс, который реализует все эти задачи», — сказал собеседник агентства.

Разработка ведется в рамках программы «Приоритет-2030». По словам ученого, клинические испытания экзоскелета пройдут в конце лета на базе Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова. «Сейчас мы тестируем аппарат в самых разных режимах, добиваемся задуманных разработчиками эффектов», — поделился эксперт.

По словам Яцуна, отличие экзоскелета ЮЗГУ от иностранных и российских аналогов, которых в мире немного, в том, что ученые сделали не просто экзоскелет, который помогает в реабилитации пациентов с нарушением функций нижних конечностей, а систему, адаптирующуюся под человека. «Аппарат оснащен системой обратной связи, которая позволяет контролировать усилия, возникающие между ногой пациента и экзоскелетом. Благодаря этому мы можем проводить диагностику на стадии реабилитационных испытаний в реальном времени и вносить соответствующие изменения в процесс реабилитации. Удается подобрать индивидуальную программу реабилитации для каждого пациента в зависимости от его состояния в данный момент времени», — пояснил Яцун.

Кроме того, разработка специалистов ЮЗГУ дешевле зарубежных аналогов. Устройство на 80% состоит из отечественных компонентов, в дальнейшем долю комплектующих планируют еще увеличить. В экзоскелете одновременно работают 20 приводов, отвечающих за движение нижних конечностей пациента. Ученый добавил, что реабилитационный комплекс планируется оснастить искусственным интеллектом, который будет самостоятельно настраивать аппарат под пациента.

ТАСС.Наука