В ТГУ разработают новый антибактериальный биоматериал для имплантатов
Младший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии Томского государственного университета Венера Лучшева разрабатывает новый композиционный керамический биоматериал, обладающий антибактериальным эффектом. Для этого учёный модифицирует поверхность керамики супрамолекулой на основе антибиотика и бамбусурила. Работа поддержана программой УМНИК.
Потребность в эндопротезировании суставов на территории РФ составляет около 300 тысяч операций в год, рассказывает Венера Лучшева. При имплантации керамических материалов часто происходят различные осложнения, которые замедляют процесс восстановления. Это могут быть воспалительные процессы: злокачественные новообразования костной ткани, остеолиз, эктопическое разрастание костной ткани, отторжение имплантатов и сопутствующие бактериальные инфекции. Чтобы решить эту проблему, на поверхность костного имплантата заселяют антибиотики или другие антибактериальные вещества. Однако они снижают скорость заживления, вызывают антибактериальную резистентность и могут негативно влиять на клетки организма.
Молодой ученый предлагает заселить на поверхность пористого диоксида циркония супрамолекулярную систему из бамбусурила и антибиотика. Молекула бамбусурила будет постепенно высвобождать антибиотик и медленно убивать нужные организмы, тем самым не давая бактериям развивать устойчивость к противомикробным препаратам. С помощью этой технологии в имплантаты можно вводить не только антибактериальные вещества, но и различные противоопухолевые препараты.
— Я занимаюсь синтезом бамбусурила. Эту молекулу впервые в мире синтезировали в 2011 году, но в России никто не занимается химией бамбусурила. Эта молекула способна инкапсулировать в свою полость различные медицинские препараты и пролонгировано высвобождать их в организм, — объясняет Венера Лучшева. — Суть разработки в том, чтобы на поверхность керамики заселить кавитанд бамбусурила, тем самым модифицируя керамику и придавая ей биоподобность. Наша разработка поможет имплантатам не воспаляться и увеличит скорость приживления.
Венера Лучшева рассказывает, что в мире еще никто не исследовал сочетание керамических материалов и супрамолекулярных систем. Итоговый продукт может применяться в медицине, а именно, в хирургии — для восстановления костных структур при различных дефектах, возникающих в результате травм, воспалительных процессов или после удаления новообразований.
Проект одержал победу в региональной программе УМНИК, научную работу Венера Лучшева планирует осуществить в течение года.
Список победителей регионального конкурса УМНИК 2021: https://umnik.fasie.ru/tomsk/login.html?ORGANIZATION_CODE=tomsk&PAGEN_1=5.