​Сотрудники лаборатории химических технологий модифицируют поверхность материалов, из которых изготавливают импланты для замены кости. Подходы, разрабатываемые в ТГУ, важны для решения одной из главных задач имплантологии – снижения количества воспалений, угрожающих отторжением инородного тела.

Для минимизации рисков химики используют в качестве покрытия биоразлагаемые полимеры и ионную обработку имплантов. Проект поддержан Научным фондом ТГУ им. Д.Д. Менделеева.

– Мы работаем с двумя материалами – оксидом цинка (пористая керамика) и гидроксиапатитом, технологии производства которых разработаны учёными ТГУ, – говорит один из авторов и исполнитель проекта Дарья Лыткина. – Оба вещества используются для изготовления имплантов, их разница заключается в том, что первый материал со временем замещается костной тканью, второй навсегда остается в организме пациента. Наиболее частым осложнением, возникающим после установки импланта, является воспалительный процесс, который является первичной реакцией иммунитета на инородное вещество. Иммунные клетки – моноциты и макрофаги – воспринимают это как «вторжение» и пытаются его нейтрализовать.

Развитие воспалительного процесса в 30 процентах случаев приводит к отторжению импланта. Дефект кости становится еще больше, что усугубляет состояние пациента. С помощью специальных материалов химики пытаются «убедить» иммунитет в том, что имплант не является врагом. Для этого ученые используют биоразлагаемые полимеры, созданные на основе полилактида – вещества, обладающего высокой биологической совместимостью с человеческими тканями. Химики ТГУ разработали собственные технологии производства полилактида и биоразлагаемых полимеров, что позволяет на стадии синтеза задавать материалам нужный функционал.

– Оксид циркония и гидроксиапатит имеют шероховатую поверхность, – говорит Дарья Лыткина. – С одной стороны, это хорошо, поскольку костные клетки любят шершавые материалы, остеобластам легче за них прикрепляться. С другой стороны, плохо – макрофаги плохо реагируют на такую поверхность, ведь она является аномальной для организма. Наша задача найти «золотую середину», сделать так, чтобы поверхность была удобна для закрепления костных клеток, но при этом не раздражала моноциты и макрофаги. Решать эту проблему позволяют полимеры, которые, выполнив свою задачу «прикрытия» импланта, со временем растворяются без остатка.

В случае с гидроксиапатитом ученые изменяют его поверхность с помощью ионов разных металлов – серебра, меди, цинка, стронция. В минимальной дозировке они оказывают антибактериальное действие, что позволяет снижать риск послеоперационных инфекций.

Источники

Химики снизят число отторжений имплантов за счет растворимых полимеров
Томский государственный университет (tsu.ru), 18/11/2019

Похожие новости

  • 27/06/2018

    Томский УМНИК поможет больным с рассеянным склерозом

    ​Победитель конкурса УМНИК Фонда содействия инновациям (Фонд Бортника), аспирант кафедры неврологии и нейрохирургии СибГМУ Анастасия Семкина, разрабатывает алгоритм реабилитации пациентов с рассеянным склерозом с использованием очков дополненной реальности и смартфона.
    812
  • 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.
    305
  • 17/02/2017

    В ТУСУРе разработали сервис для владельцев комнатных растений

    Студенты Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники создают систему для удаленного наблюдения и ухода за комнатными растениями.С ее помощью возможно будет ухаживать за любимым растением, находясь в командировке или отпуске: наблюдать в онлайн-режиме и при необходимости корректировать "параметры ухода" из любой точки земного шара через веб-сервер.
    1486
  • 09/08/2016

    В ТПУ разрабатывают систему автоматического обнаружения сбоев в работе организма

    ​Молодой ученый Томского политехнического университета (ТПУ) работает над системой автоматического контроля состояния здоровья с помощью фитнес-трекеров. После обнаружения сбоя система будет самостоятельно запускать электромагнитную терапию, которая будет способствовать нормализации работы организма  Система, разрабатываемая экспертом Полигона инженерного предпринимательства ТПУ Иваном Зерниным, состоит из двух элементов: фитнес-трекера и физиотерапевтического браслета.
    1639
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    2278
  • 11/04/2019

    Ученые ТПУ изучают, чем загрязнена река в промышленном районе Индии

    ​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) привезли пробы воды из Дамодара – одной из самых грязных рек Индии; изучив состав и миграцию вредных веществ, политехники вместе с коллегами из России, Китая и Индии намерены предложить меры по очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения реки, сообщила пресс-служба вуза.
    589
  • 16/04/2018

    Томские ученые приступили к реализациипроекта в области биоинженерии кости

    ​Исследователи ТГУ приступили к реализации крупного междисциплинарного проекта в области биоинженерии кости. Соисполнителями по проекту являются биологи, химики, медики, фармакологи и другие специалисты из научных центров России и зарубежья.
    733
  • 03/09/2018

    Сверхтонкий аппарат для эндоскопии появился в клиниках СибГМУ

    ​Способ осмотра некоторых внутренних органов при помощи эндоскопа является малоприятной процедурой для пациентов. Но в клиниках Сибирского государственного медицинского университета появился новый аппарат, позволяющий проводить эндоскопию даже трехлетним детям.
    607
  • 06/05/2019

    Биологи ТГУ создадут стартап на территории Евросоюза

    ​Технология «Аэрощуп», разработанная БИ ТГУ для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, готова к выходу на европейский рынок.  В апреле 2019 года Биологический институт принял участие в конференции Deep Tech Atelier в Риге (Латвия), где состоялись переговоры с руководством реактора коммерциализации.
    461
  • 15/02/2019

    В Томске за состоянием пациентов с кардиостимуляторами будут следить удаленно

    Впервые в НИИ кардиологии Томского НИМЦ за состоянием пациентов с имплантированными кардиологическими устройствами Medtronic будут следить удаленно. В кардиологическом диспансере установлена система удаленного мониторинга пациентов — CareLink Express, не имеющая аналогов в Томской области.
    481