Специалисты молодежной научно-исследовательской лаборатории КГУ синтезировали вещество, которое может использоваться как ингибитор коррозии сплавов, применяемых для имплантации. Создание поверхностей, устойчивых к коррозии и к бактериальным инфекциям – одно из важных направлений исследований в области реконструктивной хирургии.
Молодежная лаборатория КГУ «Перспективные материалы для индустрии и биомедицины» была создана в 2021 году под эгидой Уральского межрегионального научно-образовательного центра. Ее работа тесно связана с одним из прорывных технологических проектов УМНОЦ, – «Реконструктивная хирургия и экспресс-имплантация». Заказчиком работ по этому проекту является Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Илизарова.
Основная задача лаборатории — исследование характеристик перспективных материалов для ортопедии и разработка технологий их изготовления.
В изготовлении имплантатов применяются сплавы, для которых окисление нехарактерно. Это, например, титан ВТ6 – сплав на основе титана. Механические и физические свойства титана таковы, что он достаточно устойчив к химическим средам и коррозии. Но в ряде случаев наблюдаются продукты коррозии на поверхности титановых имплантатов в организме. Эти случаи, как правило, связаны с комплексным биохимическим воздействием, когда идет развитие инфекции на поверхности имплантата, и эта коррозия может быть связана с образованием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Вот почему сейчас ученые, в том числе и ученые молодежной лаборатории КГУ, работают над созданием таких поверхностей у титана, которые смогут противостоять коррозии и бактериальному заражению.
— Мы движемся по двум направлениям. Первое — это использование или исследование антикоррозионных свойств экстрактов лекарственных растений. Второе — разработка веществ и исследование их потенциальных антимикробных антикоррозионных свойств, — рассказывает проректор по научной работе КГУ Артем Шаров.
По словам ученого, специалисты молодежной лаборатории синтезировали вещество – это производное известного лекарственного препарата, которое на 90% замедляет коррозию за счет образования адсорбированного слоя на поверхности.
—Мы провели исследования методами предварительного компьютерного моделирования антимикробной и антикоррозионной активности. Испытания проведены in vitro, — поясняет Артем Шаров. — Изначально мы программу испытаний начинаем с более подверженных коррозии сплавов, в частности, со стальных, а после этого переходим на испытания на титановых образцах с моделированием воздействия биологических сред и с моделированием воздействия электрических потенциалов. Проведенные испытания дали хороший результат в отношении свойств вещества как ингибитора коррозии.
Сейчас команда лаборатории завершает исследования антимикробных свойств данного вещества и исследования его токсичности. На этой финальной стадии также можно говорить о наличии положительных результатов.
— Успешное завершение исследований молодежной лаборатории КГУ открывает новые возможности в персонифицированной медицине. Применение таких веществ снижает вероятность побочных эффектов в самой острой фазе введения имплантата. В итоге это ведет к повышению качества жизни пациентов, — говорит ученый.
Справка
Уральский межрегиональный научно-образовательный центр «Передовые производственные технологии и материалы» создан в рамках национального проекта «Наука» для проведения прикладных научных исследований и разработок мирового уровня. Центр участвует в получении конкурентоспособных технологий и продуктов, их коммерциализации, а также подготовке кадров. В развитии УМНОЦ активное участие принимают ведущие вузы Свердловской, Челябинской и Курганской областей — УрФУ, ЮУрГУ и КГУ.