Современные аддитивные технологии позволяют создавать индивидуальные имплантаты любой формы, но главный риск после их установки — бактериальное инфицирование. Решение предлагают ученые НИТУ МИСИС: разработанная ими технология нанесения антибактериального покрытия не требует сложного оборудования и легко встраивается в существующее производство ортопедических изделий.
Ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова рассказала о новой разработке университета в области персонализированной медицины. По ее словам, ученые вуза под руководством профессора Дмитрия Штанского создали технологию нанесения антибактериальных покрытий на 3D-печатные имплантаты. Решение особенно актуально из-за сложной геометрии таких изделий, которая ранее затрудняла их равномерную обработку. Покрытие не только защищает от инфекций, но и улучшает срастание имплантата с тканями организма.
Международный коллектив ученых из России и Индии определил оптимальные дозировки серебра, меди и цинка для борьбы с бактериями и грибками. Как сообщили в НИТУ МИСИС, исследователи не только выяснили эффективные концентрации металлов для разных сред, но и протестировали простые электрохимические методы нанесения покрытий, которые легко масштабировать для промышленного производства. В работе участвовали специалисты университета «МИСИС», Центра им. Гамалеи и индийского ЦЭНИИ.
Старший научный сотрудник НИТУ МИСИС Константин Купцов объяснил механизм действия нового антибактериального покрытия. По словам ученого, серебро, медь и цинк работают по-разному: серебро буквально разрушает клетку изнутри, блокируя ее дыхание и размножение; медь вырабатывает агрессивные формы кислорода, которые разрывают мембраны бактерий; а цинк не только повреждает оболочку, но и создает защитный барьер, не давая микробам закрепиться на поверхности.
Профессор Дмитрий Штанский (НИТУ МИСИС) рассказал, что ученые не просто подбирали состав покрытия, но и сравнивали способы его нанесения. Лучше всего показала себя технология плазменно-электролитического оксидирования — она создает пористую структуру, из которой ионы металлов постепенно высвобождаются, убивая бактерии. В будущем такие имплантаты можно дополнительно покрывать гидроксиапатитом (это сделает их еще ближе к натуральной кости) или белками для ускоренного сращивания с тканями. Исследование поддержано профильными министерствами России и Индии и опубликовано в авторитетном журнале Surface & Coatings Technology.