Специалисты Южного федерального университета разработали технологию синтеза метастабильных материалов для создания костных имплантатов. Полученные фосфаты кальция содержат в составе также германий, которые улучшает антибактериальные свойства материалов.
Каждый день в мире проводится множество хирургических вмешательств для лечения деформаций и заболеваний костей человека. Современная медицина позволяет восстановить утраченную костную ткань имплантатом. Такой метод значительно улучшает жизнь человека, однако имеет свои недостатки. Гидроксиапатит, основной компонент костных имплантатов, ранее добывался из костей животных, однако если животное болело, существовал риск, что болезнь передастся человеку на клеточном уровне. Исследователи также использовали другую технологию, которая заключалась в нанесении раствора гидроксиапатита на металлическую основу.
Но и в этом случае часто фиксировалось отторжение имплантата организмом. Исходя из этого ученые во всем мире разрабатывают новые методы для производства и конструирования более совершенной искусственной костной структуры на основе разнообразных фосфатов кальция. «Основу же современных материалов этого направления составляют структуры на основе Ca5(PO4)3OH гидроксиапатита, легированного кремнием, который улучшает механические свойства имплантов и их биологическую активность – «приживаемость» в организме.
В нашей работе мы модернизировали метод синтеза метастабильных структурных аналогов с германием, который может увеличить антибактериальную активность материалов», — рассказала заведующая исследовательской лабораторией синтеза функциональных наноматериалов МИИ ИМ ЮФУ Елизавета Муханова.
В связи с тем, что гидроксиапатит обладает отличной биосовместимостью с твердыми тканями организма, а германий – антибактериальными свойствами, ученые Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ провели синтез германий-замещённого гидроксиапатита при низкой температуре. В настоящий момент закончены исследования антибактериальных свойств полученных образцов, информация о которых готовится к публикации.
«При использовании германия в имплантатах можно ожидать улучшения остеогенеза, механических свойств и эффектов, которые могут препятствовать дополнительному заражению во время и после хирургического вмешательства», — отметила Елизавета Муханова.
Разрабатываемая технология поможет создать имплантаты нового уровня, которые не будут отторгаться организмом и будут снижать риск послеоперационных осложнений, что позволит быстрее и качественнее восстанавливать костные дефекты. Результаты исследования, проводимого Александром Солдатовым, Вячеславом Ветохиным и Елизаветой Мухановой, опубликованы в научном журнале Inorganic Chemistry Communications.