Ученые НИТУ «МИСиС» разработали новое антибактериальное покрытие для имплантатов, позволяющее предотвратить их отторжение и развитие инфекции под воздействием антибиотико-резистентных бактерий. Разработанный материал обладает высокой биосовместимостью и может найти широкое применение в том числе в имплантологии и черепно-челюстно-лицевой хирургии. Исследование опубликовано в журнале Applied Surface Science.

Ученые НИТУ «МИСиС» создали инновационное мультикомпонентное покрытие на основе оксида титана, позволяющее предотвратить развитие бактериальной инфекции. Покрытие дополнительно модифицировано кальцием, фосфором, кремнием и бором методом дугового оксидирования, что позволяет повысить биоактивность материала. Затем в получившийся материал методом ионной имплантации были введены частицы меди и серебра.

Синтезированное российскими учеными покрытие обладает оптимальной структурой, а модификация биоактивными элементами позволяет добиться более эффективной остеоинтеграции. Кроме того, такое покрытие способствует минерализации прилегающей костной ткани.

Результаты исследований in vitro показали высокую клеточную совместимость и продемонстрировали стопроцентную бактерицидную эффективность в отношении устойчивых к антибиотикам бактериальных штаммов кишечной палочки и золотистого стафилококка. Добавление частиц бора позволило добиться усиленного биоцидного эффекта. По словам разработчиков, такое покрытие может найти применение в том числе в имплантологии и черепно-челюстно-лицевой хирургии.

«Актуальность разработки объясняется увеличивающейся потребностью в операциях по эндопротезированию костных имплантатов, связанной со старением населения и более широким распространением дегенеративных заболеваний. Титан и его сплавы на сегодняшний день являются наиболее широко используемыми материалами для замены поврежденных участков костной ткани. Но титан не обладает ни биоактивностью, ни антибактериальной активностью. При этом известно, что процесс остеоинтеграции зависит в том числе от таких факторов, как химический состав поверхности и ее морфология. Также известно, что инфекционные осложнения при эндопротезировании — одна из значимых медицинских и социально-экономических проблем, способом решения которой может стать комплекс мер по предотвращению образования биопленки на поверхности имплантата», — поясняет один из соавторов исследования Анастасия Попова, студентка 2 курса магистратуры программы iPhD «Биоматериаловедение» НИТУ «МИСиС», сотрудница Научно-учебного центра самораспространяющегося высокотемпературного синтеза МИСиС-ИСМАН.