Ученые химического факультета ТГУ разрабатывают новый подход к созданию композиционных материалов для применения в травматологии и ортопедии. Исследователи предложили использовать золь-гель метод, который поможет улучшить структуру биоактивных покрытий. Это, в свою очередь, позволит снизить процент отторжений имплантов и ускорить процесс реабилитации больных. Исследования химиков поддержаны грантом президента РФ.

Преимуществами золь-гель синтеза являются высокая степень однородности частиц, возможность нанесения покрытий на материалы любой формы и любых размеров, чистота конечного продукта.

– Золь-гель метод известен давно. К примеру, его используют для получения наночастиц, – говорит автор проекта, научный сотрудник отдела «Новые материалы для электротехнической и химической промышленности» ХФ ТГУ Екатерина Лютова. – Мы предлагаем с помощью золь-гель метода создавать биосовместимые композиционные материалы для замены поврежденного или утраченного фрагмента костной ткани пациента. 

577A5080.JPG


 

В качестве основы композита выступает титан либо его сплавы. На твердую поверхность наносится кальций-фосфатный слой, необходимый для того, чтобы родные ткани пациента приняли чужеродный элемент. Однако этого слоя зачастую бывает недостаточно для успешного вживления импланта. Согласно данным медицинской статистики, от 30 до 50 процентов титановых протезов, установленных российским пациентам, отторгаются из-за послеоперационных осложнений, в первую очередь из-за активного воспаления в зоне прикрепления импланта. 

Минимизировать риски химики предлагают с помощью модифицирования кальций-фосфатного слоя по золь-гель технологии, который позволяет получать из коллоидных растворов тончайшие пленки на любых подложках.

– Модифицированный слой будет регулировать ряд важных характеристик композита – объясняет Екатерина Лютова. – В частности, это позволит задавать нужный размер частиц на поверхности покрытия и улучшить смачиваемость импланта биологическими жидкостями (кровью, плазмой), что повышает биосовместимость протеза с организмом пациента. Использование золь-гель метода обеспечит близость химического и фазового состава импланта к составу замещаемой ткани.

Наряду с этим химики предлагают изменить и сам состав биоактивного слоя – дополнить традиционно используемую трехкомпонентную систему оксидов кремния-фосфора-кальция оксидом титана либо оксидом магния. Это положительно скажется на сроках срастания и процессе образования новой костной ткани в проблемной зоне.

Ранее на кафедре неорганической химии под руководством профессора ХФ ТГУ Людмилы Борило были проведены экспериментальные испытания нанесения биоактивного покрытия с помощью золь-гель метода, которые подтвердили его эффективность.

По словам Екатерины Лютовой, новые разработки пройдут испытания in vitro и in vivo, они будут протестированы в лабораториях ХФ и на базе НИИ биологии и биофизики ТГУ. Результаты исследований, проводимых на средства гранта президента (МК-771.2018.3) ученые представят в конце 2019 года.

Сотрудники отдела «Новые материалы электротехнической и химической промышленности» под научным руководством профессора, д.т.н. Владимира Козика создают полифункциональные материалы и работают на стыке нескольких наук: химии, физики и биологии. В копилке отдела масса самых разных изобретений – от медицины, электроники и светотехники, эффективных катализаторов, строительных материалов нового поколения до солнечной энергетики.

Источники

Томские ученые снизят процент отторжения имплантов
Sibnet.ru, 12/02/2018
В России начали разработку новых материалов для имплантов, снижающих отторжение
РИА АМИ (riaami.ru), 13/02/2018
Разработка российских химиков поможет уменьшить процент отторжения имплантатов
Вести.ru, 13/02/2018
Разработка российских химиков поможет уменьшить процент отторжения имплантатов
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 13/02/2018
Разработка химиков ТГУ поможет снизить процент отторжения имплантов
БезФормата.Ru Томск (tomsk.bezformata.ru), 12/02/2018
Разработка химиков ТГУ поможет снизить процент отторжения имплантов
Томский государственный университет (tsu.ru), 12/02/2018
Российские ученые разрабатывают новые имплантаты, снижающие вероятность отторжения
ПолитРоссия (politros.com), 14/02/2018
В России начали разработку новых материалов для имплантов, снижающих отторжение
Научный медицинский портал (scientificmedicine.ru), 14/02/2018

Похожие новости

  • 30/05/2017

    Ученые испытали препараты для лечения сложных случаев наркомании и алкоголизма

    ​Специалисты НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра РАН испытали новые методы лечения сложных случаев алкоголизма и наркомании. По данным специалистов, в настоящее время увеличивается число случаев сочетания проявлений наркологической или алкогольной зависимости с другими психическими расстройствами.
    1135
  • 07/11/2017

    ТПУ и Токийский столичный университет будут развивать перспективные направления сотрудничества

    ​Перспективные направления сотрудничества Томского политехнического университета и Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обсудили в пятницу представители двух вузов. С рабочим визитом Томский политех посетили вице-президент по международным связям токийского вуза Такая Охаши и координатор международного сотрудничества Сатоми Сузуки.
    397
  • 23/06/2017

    Первая олимпиада по химии биотехнологий прошла в ТГУ

    ​Томский государственный университет провел первую в России студенческую междисциплинарную олимпиаду "Химия биотехнологий". Ее участниками стали почти сто учащихся вузов РФ и ближнего зарубежья.
    779
  • 18/01/2018

    Химики ТГУ оценили экологическое состояние городов по анализу волос

    ​Ученые ХФ ТГУ провели спектральный анализ волос жителей Томска и Усть-Каменогорска с целью оценки состояния окружающей среды в этих областных центрах. Для исследования применялась авторская методика, разработанная сотрудниками химического факультета.
    523
  • 02/02/2017

    Бактерии помогают томским политехникам получать антибиотики для растений

    ​В лабораториях Томского политехнического университета молодые ученые получили антибиотики для обработки растений из непатогенных штаммов псевдомонад — это род бактерий. Такой способ значительно дешевле, чем химический синтез, он безвреден для человека и окружающей среды.
    956
  • 26/06/2018

    В ТГУ из коры березы создают препарат для лечения онкозаболеваний

    ​Ученые Томского государственного университета (ТГУ) совместно с российскими и зарубежными коллегами отрабатывают технологии синтеза из коры березы бетулина - биологически активного вещества, производные которого могут, в частности, обладать противораковым действием; в рамках этого же проекта химики ТГУ намерены создать новый композитный материал для костных имплантов, сообщила пресс-служба вуза.
    135
  • 26/08/2016

    Российские и немецкие ученые разрабатывают молекулярные переключатели для электроники

    ​Физики из Томского госуниверситета (ТГУ). а также их коллеги из Германии, работают над изучением новых свойств органики, наблюдаемых при взаимодействии органических молекул с металлом. Перспективное исследование, как отмечают его авторы, найдет применение в молекулярной электронике будущего.
    1150
  • 19/10/2017

    СибГМУ получил лицензию на производство лекарств

    ​Сибирский государственный медицинский университет получил лицензию Минпромторга РФ на осуществление производства лекарственных средств. Томский вуз стал первым в стране медуниверситетом с подобной лицензией, сообщила ректор СибГМУ Ольга Кобякова.
    612
  • 26/04/2018

    В Томске разработали биополимер, контролирующий время действия лекарств

    ​Ученые из лаборатории полимеров и композиционных материалов Томского государственного университета (ТГУ) разработали биополимер, который поможет медикам и фармацевтам контролировать время действия лекарственных препаратов.
    224
  • 28/04/2017

    Аспирант ТПУ выиграла одну из 13 стипендий Европейской федерации медицинской химии

    ​​Аспирант Института физики высоких технологий Томского политеха​ Ксения Станкевич выиграла престижную стипендию Европейской федерации медицинской химии. Эта стипендия дает ей право стать участником Европейской школы по медицинской химии, которая этим летом пройдет в Италии.
    1125