Ученые БФУ создали покрытие для имплантатов с оксидом азота

Исследователи Балтийского федерального университета имени И. Канта совместно с коллегами провели успешные испытания нового биоактивного материала для ортопедических имплантатов. Основой разработки стал природный минерал гидроксиапатит с добавлением азота, позволяющий получать оксид азота. По замыслу ученых, такие покрытия в перспективе могут снизить риск отторжения протезов и защитить пациентов от бактериальных инфекций. Результаты межвузовского исследования, поддержанного государственным заданием Наука, опубликованы в журнале Applied Surface Science.

Ежегодно в мире проводят около трех миллионов операций по протезированию крупных суставов. При этом до 29% таких вмешательств заканчиваются повторными операциями, когда уже установленный имплантат приходится заменять новым. Одна из проблем традиционных титановых имплантатов заключается в том, что при высокой прочности они недостаточно биоактивны и не способны в полной мере взаимодействовать с живыми тканями. Из-за этого протез может хуже срастаться с костью или становиться средой для роста бактерий.

Для улучшения свойств имплантатов на поверхность титана наносят покрытия из гидроксиапатита — кальций-фосфатного минерала, близкого по составу к костной ткани. Такое покрытие помогает протезу приживаться в организме. Дополнительные свойства ему можно придать с помощью оксида азота. В определенных дозах это природное соединение способствует заживлению тканей, улучшает кровоснабжение и подавляет рост бактерий. Покрытие с необходимыми характеристиками в рамках исследования создали специалисты Томского политехнического университета.

Для получения материала ученые применили метод высокочастотного магнетронного распыления. В вакуумной камере распыляли мишень из гидроксиапатита в газовой среде, состоящей из смеси аргона и азота. Серия экспериментов позволила исследователям определить оптимальное соотношение этих газов. После этого специалисты БФУ имени И. Канта вместе с коллегами из Сибирского государственного медицинского университета провели комплексную медико-биологическую проверку полученного материала и изучили взаимодействие живых клеток с модифицированной поверхностью имплантата.