Специалисты Института неорганической химии (ИНХ) им. А. В. Николаева СО РАН разработали пленочные гетероструктуры для покрытия имплантов, состоящие из подслоя золота или иридия. Как сообщило официальное издание СО РАН "Наука в Сибири", полученные соединения в ходе нового исследования показали высокие антибактериальные свойства.
В настоящее время имплантаты, как правило, изготавливаются из нержавеющей стали, титана и различных сплавов металлов. Для таких имплантатов проблемой, которая мешает им приживаться в организме, становятся бактерии, которые образуют биопленки и отличаются повышенной устойчивостью к действию иммунной системы. На поверхность имплантатов наносят специальные покрытия, чтобы препятствовать размножению бактериальных колоний. На данный момент продолжаются поиски наиболее эффективного материала, поскольку идеальный состав таких покрытий в медицине еще не выработан.
"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", - сказано в сообщении.
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), как сообщила главный научный сотрудник ИНХ СО РАН, доктор химических наук Наталья Морозова.
"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", - отметила она.
Специалисты 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. Ученые использовали в качестве материала имплантата сплав, на который наносили подслои иридия или золота толщиной порядка 1 мкм, а затем на поверхность осаждали антибактериальный компонент - серебро в различных состояниях. На культурах клеток и при подкожной имплантации образцов лабораторным животным (имплантаты туда помещали сроком на 30 и 90 дней) проходило исследование биосовместимости.
"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", - сообщает издание.