Ученые из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, Томского государственного университета и Сибирского государственного медицинского университета создали многофункциональные покрытия для костных имплантатов. Разработка позволит получить новый класс имплантатов с множественным положительным действием. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в журнале Materials.
Идея использовать имплантаты как биоактивные конструкции не нова — за счет внедрения различных препаратов их материал может оказывать дополнительное действие. Так, нередко применяемый для изготовления имплантов титан модифицируют путем нанесения кальций-фосфатных соединений.
Томские ученые усовершенствовали подход к созданию покрытий-носителей лекарств на основе аморфных фосфатов кальция, нанесенных на поверхности титановых имплантатов. Уникальной особенностью технологии является введение ультразвукового поля в процессе микродугового оксидирования, ставшего традиционным методом для нанесения биопокрытий.
Созданные биоактивные покрытия авторы проверили в качестве систем доставки, загрузив в них по отдельности три препарата: цитостатик (подавляет метаболизм клеток) 5-фторурацил, антибиотик ванкомицин и иммуномодулирующий препарат с противоопухолевым действием интерферон-α-2b. Высвобождение 5-фторурацила и ванкомицина вначале носило «взрывной» характер, после чего следовал длительный (6 и более часов) выход. В случае интерферона наблюдался волнообразный эффект: максимум через 1 и 12 часов после загрузки, в остальное время медленный выход.
5-фторурацил и интерферон снизили жизнеспособность раковых клеток до 70%, но в меньшей степени оказывали подавляющее действие на здоровые клетки. В сочетании с системной терапией это может помочь предотвратить рост опухоли, не вредя здоровым тканям. Покрытие с ванкомицином показало высокую активность против штамма золотистого стафилококка — одного из самых частых возбудителей внутрибольничных инфекций.
Ученые отмечают, что они показали принципиальную возможность создания покрытий с множественным положительным действием. Полученные результаты говорят о том, что разработка перспективна для применения в остеоонкологии, стоматологии, ортопедии и травматологии. В дальнейшем авторы планируют модифицировать технологию для более продолжительного и контролируемого высвобождения препаратов, а также более глубоко изучить биоактивность и антибактериальный эффект самих покрытий.
