Международный коллектив ученых с участием исследователей НИТУ МИСИС получил из панциря морского гребешка Nodipecten nodosus материал для восстановительной хирургии. Он безопасен для организма и обладает высокими антибактериальными свойствами.
На сегодняшний день инфицирование медицинских имплантатов остается одной из главных проблем при ортопедических и стоматологических операциях. Появляющееся осложнение — воспаление вокруг имплантата нередко требует сопутствующей медикаментозной терапии, однако часто это приводит к побочным эффектам из-за характерных свойств антибиотиков и их высоких доз.
Решить подобную проблему можно с помощью биоматериалов с антибактериальной активностью, в частности на основе гидроксиапатита (ГАП), который является минеральной составляющей костной ткани и зубной эмали. Этот материал обладает биосовместимостью и биоактивными свойствами, может легко интегрироваться в костную ткань и прилегающие к ней участки ткани.
Международный коллектив ученых из России, Индии и Республики Корея под руководством Гопалу Карункарана (Gopalu Karunakaran) уже несколько лет занимается изучением производства этого биоматериала из различных видов сырья и улучшением его характеристик. Недавно исследователи представили метод синтеза высокочистого биосовместимого гидроксиапатита с улучшенными антибактериальными свойствами из биоотходов – панциря морского гребешка (Nodipecten nodosus).
По предварительным данным, гидроксиапатит с панцирем морского гребешка может проявлять более высокие антибактериальные свойства, чем схожий материал с синей мидией, который группа исследователей представила ранее. Однако, как отмечают ученые, для уточнения и детального сравнения материалов из биоотходов потребуются дальнейшие исследования.
«С использованием метода микроволнового гидротермального синтеза были получены образцы гидроксиапатита в виде мезопористых наностержней. В качестве прекурсоров — веществ, приводящих к образованию целевого вещества, использовались раковины морского гребешка, фосфат кальция и бромид цетримониума. Наностержни продемонстрировали замечательные антибактериальные свойства по отношению к антропоидным патогенным бактериям Klebsiella pneumoniae (MTCC 7407) и Bacillus subtilis (MTCC 1133). Более того, материалы совершенно нетоксичны», — отметил соавтор работы, сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Евгений Колесников.
Исследования токсичности материала ученые проводили с использованием биологических тест-объектов — рыбок Данио-рерио.
В будущем ученые планируют продолжить исследовать влияние различных добавочных модификаторов на антибактериальные свойства гидроксиапатита, а также увеличение разнообразия используемых биоотходов для синтеза высокочистого биосовместимого гидроксиапатита.
Результаты работы опубликованы в научном журнале Environmental Research.