Ученые ТПУ предложили улучшать поверхностные свойства имплантатов полиэлектролитными микрокапсулами с кальций-карбонатным ядрами, загруженными лекарственными препаратами. Они помогают лучше функционировать поверхности имплантата и эффективнее контролировать высвобождение лекарства из них. Такой способ модифицирования поверхности предложен впервые. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Chemistry and Physics (IF: 4,094, Q1).

Исследования в области адресной доставки лекарств, а точнее — высвобождения лекарственного препарата с поверхности металлических имплантатов титанового сплава проводились впервые. Над ним работала группа ученых из Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ в коллаборации с коллегами из Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, а также учеными из Швеции, Германии и Великобритании.

«На металлические имплантаты, в том числе титанового сплава, наносятся различного рода покрытия, частицы и другое. Но осаждать именно полиэлектролитные микрокапсулы с кальций-карбонатным ядром, загруженным дексаметазоном мы предложили впервые. В своей работе мы осаждаем эти частицы на скэффолды титанового сплава и не подразумеваем вскрытия внешними способами. Они просто будут растворяться естественным путем, тем самым обеспечивая пролонгированное действие лекарства, — рассказывает инициатор работы, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Мария Сурменева. — Новизна нашей работы заключается в самих скэффолдах, созданных с помощью аддитивных технологий, которые позволили получить образцы с хорошо развитой пористой поверхностью. Это способствовало лучшему «прикреплению» микрочастиц на поверхность скэффолда».

Исследования проводились в рамках проекта госзадания «Наука», а также при поддержке гранта Немецко-российского междисциплинарного научного центра (G-RISC), который выиграла ведущий молодой ученый, инженер-исследователь центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Екатерина Чудинова для проведения исследований в Университете Дуйсбург-Эссен (Германия), где была проведена часть экспериментов.

Ученые ТПУ совместно с коллегами разработали микрокапсулы, состоящие из биосовместимых пористых микрочастиц карбоната кальция, которые среди различных неорганических носителей лекарств обладают уникальными преимуществами — идеальной биосовместимостью и возможностью использования их в качестве системы контроля доставки загружаемых в них различных типов препаратов.

«В качестве загружаемого компонента мы выбрали дексаметазон. Он является противовоспалительным препаратом, одна из областей его применения — посттрансплантационная иммунотерапия. Лекарство позволяет подавить иммунный ответ за счет снижения лимфатической активности, а также стимулирует остеогенную дифференцировку и способствует метаболизму белков, жиров и углеводов. В перспективе в капсулы также можно загружать белки, различные факторы роста, а также дру​гие лекарственные препараты», — поясняют авторы статьи.

Микрокапсулы были созданы с помощью метода послойного синтеза вещества — поочередного нанесения на кальций-карбонатные ядра противоположно заряженных полимеров. Это позволяет лучше контролировать высвобождение загруженного препарата из оболочки. В перспективе, по словам авторов статьи, синтез позволит добавлять различные биоактивные компоненты еще и в процессе нанесения оболочек на кальций-карбонатные ядра.

«В некоторых работах между слоями загружаются наночастицы серебра, которые обладают антибактериальным эффектом. Это также оказывает влияние на увеличение срока службы имплантата», — добавляет Екатерина Чудинова.

Ученые планируют продолжить исследование, следующим этапом экспериментов станет выявление эффективности метода для лечения воспалений при имплантации.



Похожие новости

  • 22/03/2021

    Водородные технологии и снижение углеродного следа обсудили ТПУ и «Газпром нефть»

    В Томском политехническом университете в течение двух дней работала делегация «Газпром нефти». Специалисты компании познакомились с разработками вуза в области водородных технологий и снижения выбросов углекислого газа.
    524
  • 10/08/2020

    Теплофизики создадут базу данных по экологичному органоводоугольному топливу

    ​Масштабное фундаментальное исследованиее будут вести специалисты десяти ведущих российских научных центров во главе с учеными Института теплофизики СО РАН. Участники научного консорциума объединят результаты своих исследований в области горения и детонации топлив.
    1307
  • 20/09/2021

    Ученые томского вуза разработали установку, продлевающую жизнь костных имплантов на 10 лет

     Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали и передали одному из крупнейших производителей имплантатов в России - ООО "ОСТЕОМЕД-М" - оборудование для улучшения костных имплантов и медицинских инструментов.
    171
  • 02/03/2021

    Участники проекта «Палеозой» завершили изучение архивных данных о нефтяных отложениях доюрского комплекса

    Завершен очередной этап проекта «Палеозой», направленного на создание технологий поиска трудноизвлекаемых запасов нефти в отложениях доюрского комплекса. Над его реализацией работают представители Центра индустриальной интеграции «Газпромнефть – Технологические партнерства», «Газпромнефть-Востока», Томского политехнического университета и компаний – партнеров.
    448
  • 07/12/2020

    Единственное в России производство радиофармпрепарата с таллием-199 запущено на циклотроне ТПУ

    ​На циклотроне Томского политехнического университета запущено производство радиофармпрепарата «Таллия хлорид, 199Tl» на основе радиоактивного изотопа таллия-199. На сегодняшний день оно единственное в России.
    992
  • 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.
    1643
  • 04/03/2021

    Томские физики открыли школьникам доступ к научному проекту по антибиотикам

    Старшеклассники из Абакана принимают участие в проекте аспирантки физического факультета ТГУ Влады Чайдоновой по разработке спектрального экспресс-метода определения антибиотиков в пищевых продуктах с использованием флуоресцентного маркера.
    379
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    807
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    1790
  • 10/03/2021

    Изучение планктона цифровой голографической камерой поможет экологии

    Ученые лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды РФФ ТГУ нашли способ определять загрязнения водоемов по планктону. Основной инструмент – цифровая голографическая камера.
    490