Исследователи создают более прочный и безопасный для тканей имплантат, добавляя к титану медь и тантал.
Исследователи из Университета штата Вашингтон разработали хирургический имплантат, который уничтожает до 87% бактерий стафилококка, вызывающих опасные бактериальные инфекции, устойчивые к антибиотикам. Секрет устройства в новом сплаве, который обладает противомикробным эффектом, сохраняя прочность устройств.
Ученые использовали для создания имплантов технологию 3D-печати и добавили 10% тантала, устойчивого к коррозии металла, и 3% меди к титановому сплаву, который традиционно используется в медицинских устройствах. Исследование показало, что, когда бактерии вступают в контакт с медной поверхностью материала, почти все клеточные стенки разрываются.
Одновременно тантал стимулирует рост здоровых клеток в окружающих костях и тканях, что приводит к ускорению выздоровления пациента. Тестирование имплантов провели в лаборатории на клетках и на животных моделях. Ученые также изучили износ сплава, чтобы убедиться, что ионы металла не истираются и не перемещаются в близлежащие ткани, оказывая токсичный эффект.
Титановые материалы, используемые для замены тазобедренного и коленного суставов и других хирургических имплантатов, используются более 50 лет назад и продемонстрировали свою эффективность. Но традиционно они плохо подходят для борьбы с инфекциями. Хотя хирурги часто применяют превентивное лечение антибиотиками, опасная для жизни инфекция может возникнуть сразу после операции или через несколько недель или месяцев в качестве вторичной инфекции.
Как только инфекция проявляется в виде тонкой пленки на импланте, врачи пытаются лечить ее системными антибиотиками. Но примерно в 7% случаев врачам приходится выполнять ревизионную операцию, удаляя имплантат, очищая область, добавляя антибиотики и устанавливая другой имплантат.
Исследователи продолжат исследовать свойства материала, чтобы повысить антибактериальный эффект до 99% без ущерба для тканей. Они также хотят убедиться, что материалы обеспечивают хорошие характеристики в реальных условиях нагрузки, которые могут использовать пациенты, например, в походах в случае замены коленного сустава.
Читать далее:
Находки в древнем римском лагере сильно озадачили ученых
Выяснилась польза витамина B12 для «перепрограммирования» организма
Найдена монета в древнеримском театре: она сильно впечатлила ученых
На обложке: тестирование импланта на устойчивость к усталости металлов. Изображение: WSU Photo Services