Разработка новосибирских учёных снизит риски осложнений при установке имплантов

Нити титанового шелка хирурги используют в протезировании костей рук, ног, грудной клетки. Оборачивают имплант, словно пеленкой: так он быстрее приживается в организме пациента, однако не избавляет от вечной проблемы хирургии.

«В любой хирургии есть проблема ─ инфекционные осложнения. При эндопротезировании эти проблемы наиболее актуальны, потому что мы имеем дело с новыми штаммами микроорганизмов, которые становятся резистентными к известным антибиотикам», ─ рассказывает хирург-онколог, ведущий научный сотрудник Национального медико-исследовательского центра им. академика Е. Н. Мешалкина Александр Жеравин.

Новосибирские ученые решили улучшить титановый шелк с помощью иридия. Благородный металл совместим с тканями организма человека. Он будет образовывать первый слой толщиной тоньше человеческого волоса в шесть раз. В реакторе он превращается в облако и равномерно окутывает материал.

«Процесс химического осаждения длится примерно пять часов, идет при пониженном давлении. Затем материал нагревается, предшественник прекурсора вводится в зону реакции и совершается экспозиция. В результате мы получаем характерное металлическое покрытие для нанесения антибактериального слоя», ─ рассказывает ведущий инженер Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН Татьяна Корецкая.

Серебро ─ еще один компонент для покрытия. Этот благородный металл с противомикробной функцией важно сделать летучим, добавить органические вещества.

«За счет того, что к атому серебра присоединены 4-5 других атомов, ему просто некуда образовывать другие связи, и мы получаем условно маленькую структуру, а не полимеры», ─ пояснила старший лаборант Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН Софья Варваринская.

Ученые рассчитали количество благородных металлов на поверхности титанового шелка. Это позволило управлять работой наночастиц серебра в организме. В первые часы после операции они активно борются с микроорганизмами, а затем справляются с микробами по мере их появления. Состав проверили на мышах: материал хорошо прижился в организме животных, а серебряные частицы быстро справились с бактериями. Такой состав может работать до трех месяцев.

«Биологические испытания показали, что полученные образцы являются биосовместимыми, ни одно животное не погибло в процессе испытаний, сохранили свою активность, и даже не обнаружено явных ухудшений показателей крови, что свидетельствует о хорошей применимости наших образцов», ─ сообщила старший научный сотрудник Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН Светлана Доровских.

Материал не токсичен для организма, утверждают ученые. Следующий этап испытаний ─ на крупных животных, их проведут в 2026 году. Исследование проводят при поддержке Российского научного фонда. Химики уверены, после того как отработают весь механизм нанесения антибактериального сплава, можно будет задуматься и об удешевлении материалов.