Новый российский материал защитил имплантаты от 98% вредоносных бактерий

07.10.2019

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из России, Чехии и США разработали новейший материал для имплантатов. Он предотвращает развитие инфекции после хирургического вмешательства. В его состав входят наночастицы платины и железа. Они и приводят к гибели 98% бактерий в течение 12 часов после установки.

Статья о разработке опубликована в журнале Applied Materials and Interfaces.

Бактериальная инфекция возникает в 1-4% случаев после планового хирургического вмешательства. А при сложных переломах ее вероятность увеличивается до 30%. Тогда, требуется повторная операция. В более легких случаях проводится терапия антибиотиками. Но, при этом, организм пациента подвергается колоссальному стрессу. Патогенные бактерии очень быстро вырабатывают устойчивость к антибиотикам. К тому же, у многих людей появляется тяжелая аллергия на медицинские препараты.

Новейший имплантационный материал с наночастицами металлов эффективно подавляет рост и распространение патогенных бактерий. И, что важно, не оказывает угнетающего действия на клетки иммунной системы – лимфоциты.

Мы имплантировали в матрицу, которой является биосовместимое керамическое покрытие TiCaPCON (титан-кальций-фосфор-углерод-кислород-азот), ионы платины и железа. В результате на поверхности покрытия образуются наночастицы металлов, размером несколько нанометров. Между наночастицами и керамической матрицей образуется разность потенциалов порядка 60 мВ. При контакте с поверхностью материала мембрана бактерии может быть разрушена,

– рассказывает главный автор исследования, аспирант кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ «МИСиС» Виктор Пономарев.

Кроме того, после стерилизации имплантата с покрытием под ультрафиолетовым излучением происходит генерация большого количества свободных радикалов, которые приводят к гибели бактерий.

По утверждению авторов исследования, в ходе экспериментов были уничтожены: золотистый и эпидермальный стафилококк, кишечная палочка и клебсиелла пневмонии.

Кстати, новейший материал, созданный нашими учеными, можно использовать еще и в создании фильтров для очистки воды. Но, сперва, разработчики хотят протестировать его на живых организмах.