Химики разработали антибактериальный компонент для костных имплантов

Химики разработали антибактериальный компонент для костных имплантов

Химики разработали антибактериальный компонент для костных имплантов

Ученые химического факультета Университета Лобачевского (ННГУ) создали материал для импланта, способный бороться с инфекциями, которые угрожают организму в послеоперационный период. Натрий, входящий в имплант, отвечает за биосовместимость вещества, помогает ему активнее встраиваться в кость. За антибактериальный эффект отвечает висмут.

Как рассказал корреспонденту "РГ" автор проекта, доцент кафедры аналитической и медицинской химии ННГУ Евгений Буланов, испытания проводились "in vitro" (то есть в пробирке, на клеточных культурах), на человеческих фибропластах (клетках соединительной ткани организма). Биоактивность оценивали по изменению относительной скорости роста клеток. Антимикробная активность была установлена на веществах, имеющих аналогичные структуру, формулу и состав соединения.

Новый материал представляет собой фторапатит (Ca5(PO4)3F), в котором атомы кальция частично заменены на атомы висмута и натрия. Основа состава — вещество из кальция, фосфора, кислорода и фтора — минерал, который воспроизводит структуру и состав человеческой костной ткани. Результаты исследования опубликованы в британском журнале Dalton Transactions.

Выгодное отличие нового материала в том, что он не покрывается антибиотиками, как это обычно делается для придания антибактериальных свойства (что приводит к постепенному вымыванию в организме этих антибиотиков), а имеет антибактериальный агент, жестко закрепленный в своей в кристаллической структуре.

— Сначала мы разработали экономичный и легко масштабируемый способ производства самого гидроксиапатита (основы минеральной составляющей костей), — пояснил Евгений Буланов. — Постепенно наши исследования сфокусировались на модификации его химического состава и получении новых форм материалов. В наших ближайших планах — внедрение магния в структуру нового вещества, что сделает его ближе к химическому составу натуральной кости. С другой стороны, у магния самого по себе много важных функций: увеличение плотности и уменьшение хрупкости костного материала, он играет важную роль в миграции фосфатных групп (по сути — в энергообмене) в организме.

Ученые планируют более точно определить оптимальный химический состав соединения для его клинического применения.

Работа стартовала в 2018 году в сотрудничестве с учеными Наньягского технологического университета (Сингапур). Сегодня партнерами проекта являются Приволжский исследовательский медицинский университет и Кубанский государственный медицинский университет.