Ученые Университета МИСИС исследовали новое покрытие для имплантатов, в том числе 3D-печатных, способное предотвращать развитие инфекций после операций за счет выделения активных форм кислорода под воздействием рентгеновского излучения.

Лечение инфекций, развившихся после эндопротезирования суставов или установки других медицинских имплантатов — сложный, трудоемкий и дорогостоящий процесс, зачастую требующий повторного хирургического вмешательства. Ученые Университета МИСИС разработали способ защиты имплантатов от бактерий с помощью внешнего рентгеновского воздействия, сообщает пресс-служба вуза.

Перед операцией поверхность имплантата покрывается специальной пленкой, которая при рентгеновском облучении начинает производить активные формы кислорода (АФК) — молекулы с высокой реактивностью, способные нарушать целостность оболочек бактерий и вызывать окислительный стресс.

«Преимущество предложенного подхода в том, что при возможном возникновении у пациента воспалительных процессов после имплантации достаточно будет локально обработать место операции рентгеновским излучением низкой мощности. Подойдет даже обычный дентальный рентген-аппарат, чтобы запустить генерацию АФК. Эту процедуру можно выполнять многократно при необходимости. Мы показали, что при повторном облучении имплантатов с покрытием уровень генерируемых АФК не изменяется и соответствует первому облучению», — рассказал старший научный сотрудник Научно-учебного центра самораспространяющегося высокотемпературного синтеза НИТУ МИСИС Константин Купцов.

Исследователи использовали титановые имплантаты, покрытые слоем многокомпонентного биоактивного наноструктурированного материала на основе карбонитрида титана (TiCaSiCON) с наночастицами железа (Fe) или платины (Pt). Эксперименты показали, что покрытие обладает высоким светопоглощающим свойством и способно генерировать большое количество АФК под действием рентгеновского облучения. Это обеспечивает имплантатам надежную защиту от бактерий, включая устойчивые к лекарствам, такие как кишечная палочка и золотистый стафилококк.

«Пленки Fe/TiCaSiCON продемонстрировали высокую способность к генерации АФК под действием рентгеновского облучения и превосходную антибактериальную активность в отношении госпитальных штаммов кишечной палочки U20 и K261, обладающих множественной лекарственной устойчивостью, и штамма золотистого стафилококка MW2, устойчивого к метициллину», — рассказал руководитель исследования, профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий Дмитрий Штанский.

Исследования проводились при поддержке гранта Российского научного фонда, результаты исследования опубликованы в журнале американского химического общества Applied Materials and Interfaces.

Источник