Учёные из Санкт-Петербургского университета создали нанопокрытие из оксидов титана и цинка для имплантов из сплава титана и никеля. Благодаря этому покрытию импланты становятся биосовместимыми, безопасными и долговечными. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Applied Surface Science. Одна из главных задач для учёных при создании современных имплантов — сделать их из металла, который быстро и надёжно интегрируется в тело и не вызывает отторжения. Проблема в том, что металлические импланты могут отторгаться из-за бактериального загрязнения поверхности материала и образования биоплёнки. Использование антибиотиков и бактерицидных материалов или покрытий иногда невозможно из-за негативной реакции организма. Кроме того, многие металлические материалы недостаточно стабильны при длительном использовании: они могут преждевременно потерять необходимые механические характеристики или избыточно раствориться, что негативно скажется на организме. Учёные из Санкт-Петербургского университета предложили решить проблему с помощью нанопокрытий на основе оксида титана и цинка. Эти материалы химически стабильны и биосовместимы, а оксид цинка ещё и обладает антибактериальными свойствами. Нанопокрытия нанесли на нитинол — сплав никеля и титана, который запоминает свою форму и при нагревании возвращается к ней, как бы сильно его ни деформировали.
Для получения качественных покрытий нужно выбрать правильный метод их синтеза, который позволит точно регулировать состав и будет масштабируемым для массового использования в будущем. У имплантов сложная форма и шероховатая поверхность, поэтому метод нанесения должен позволять покрывать всю площадь максимально равномерно и однородно. С учётом этих требований химики СПбГУ решили использовать метод атомно-слоевого осаждения (АСО), при котором химические реакции происходят между газообразными реагентами и поверхностью подложки. В качестве подложек-имплантов использовали цилиндры и диски из нитинола, полученного 3D-печатью. Сначала подложку обрабатывали парами реагентов, содержащих титан и цинк. Затем избыток реагентов удаляли. После этого поверхность обрабатывали водяным паром и также удаляли его избыток. В результате на поверхности формировался слой покрытия толщиной до нескольких десятых нанометра. Процесс можно повторять, чтобы увеличить толщину покрытия.
Учёные оценили, как взаимодействуют импланты с различными способами обработки поверхности и костная ткань. Для этого они использовали клеточные линии остеосаркомы человека (MG-63) и мезенхимные клетки костного мозга эмбриона (FetMSC), полученные в центре коллективного пользования «Коллекции культур клеток позвоночных» Института цитологии РАН.
Работа выполнена в ресурсном центре СПбГУ при поддержке гранта РНФ. В работе также приняли участие учёные из Института цитологии РАН, Санкт-Петербургского НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Иллюстрация:нейросеть 05.09.2024 |
Здоровье
NatComm: Найдены участки в мозге, которые действуют как связи в социальной сети | |
Когда хирурги оперируют мозг при опухолях... |
Advanced Science: Гель из слизи коровы поможет при грыже межпозвоночного диска | |
Исследователи из Уппсальского университет... |
DFCI: Как образ жизни после лечения влияет на результаты после диагноза рака | |
Обнадеживающие последствия для пациенток ... |
Brain Communications: Разработан экспресс-тест для диагностики БАС по крови | |
Создан новый точный анализ крови, который диаг... |
BMJ: При сухости в глазах нужно смеяться до слез | |
Смех может быть полезен при сухости глаз,... |
JAMA Network Open: Чем выше индекс массы тела, тем ниже риск смерти от рака | |
Лишний вес может повысить риск развития з... |
AJP: В 5 раз возрастает риск психоза у людей, принимающих стимуляторы | |
За последнее десятилетие увеличилось количеств... |
JAMA Otolaryngology: Проблемы с горлом влияют на регуляцию кровяного давления | |
Проблемы в месте соединения дыхательных и... |
Nature Communications: Мужская репродуктивная система запускается после стресса | |
Учёные из Медицинского кампуса Аншутского... |
Nature Biotechnology: Генетический алфавит расширили для создания новых белков | |
Новый способ добавления новых аминокислот в&nb... |
FEBS Journal: Новое исследование показало, как мозг восстанавливает миелин | |
Миелин — изолирующий слой, защищающ... |
Nature: Погибшие при воспалении клетки «сообщают» о потребности заживления раны | |
Пироптоз — форма запрограммированно... |
RAPM: Лишний жир на животе может вызывать хроническую боль, особенно у женщин | |
Учёные считают, что уменьшение жировых от... |
Imaging Neuroscience: Устройство для визуализации мозга поможет понять аутизм | |
Исследование с использованием безвредных ... |
PRSBBS: Эволюция крошечной косточки в колене помогла человеку ходить прямо | |
В новом исследовании говорится, что эволю... |
Насилие со стороны интимного партнера плохо влияет на когнитивные способности | |
С возрастом становится всё труднее запоми... |
Menopause Society: КПТ и гипноз эффективно снимают симптомы менопаузы | |
Негормональные методы лечения симптомов менопа... |
Menopause Society: Между ПТСР и ранней менопаузой есть связь | |
У женщин-военнослужащих, участвовавших в ... |
Menopause Society: Эстрогеновая терапия хорошо воздействует на сердце и сосуды | |
Исследования показывают, что неприятные с... |
Analytical Chemistry: Живые клетки можно увидеть с помощью инфракрасного света | |
Учёные разрабатывают более быстрые, количестве... |
Nature Genetics: Выяснилось, что заставляет гены вызывать развитие рака простаты | |
Исследователи из Онкологического центра Р... |
NC: Пропофол поможет изучить связь между отделами мозга, отвечающими за сознание | |
В операционных и отделениях интенсивной т... |
Journal of Pathology: Открыт новый метод лечения витилиго | |
Потеря клеток кожи, вырабатывающих пигмент, мо... |
ERS: Клоуны в детских больницах приближают выздоровление | |
Исследование, представленное на конгрессе... |
ERS: Вейперы, как и курильщики, заметно недополучают кислород | |
Исследование, представленное на конгрессе... |
Cell: Кашель и чихание вызывают разные нейроны — открытие поможет снимать симптомы | |
Учёные обнаружили в носу чихательные нейр... |
Когнитивно-поведенческая терапия избавляет от депрессии, улучшая мозговые цепи | |
Когнитивно-поведенческая терапия — ... |
JC&TP: В лабораториях особенно важно внедрять методы контроля качества | |
Медицина не идеальна, и ошибки случа... |
Nature Microbiology: В микробиомах новорождённых найден натуральный пробиотик | |
У новорождённых в кишечнике вскоре после ... |
Frontiers in Neuroscience: Световое загрязнение связано с болезнью Альцгеймера | |
Исследователи выяснили, что воздействие н... |