Ученые ТПУ «управляют» нанотрубками, ускоряя приживаемость имплантатов
Ученые Томского политехнического университета синтезируют нанотрубки диоксида титана, которые ускоряют приживаемость костных имплантатов за счет того, что снижают нагрузку на имплантат, возникающую, когда человек двигается, сообщает пресс-служба вуза.
Нанотрубки, по словам ученых, представляют собой полые цилиндры в длину от сотен нанометров до восьми-десяти микрометров и покрывают равномерным слоем поверхность титанового имплантата. Кроме того, аспиранту вуза Роману Чернозему удалось повторить эксперимент британских коллег и нанести на нанотрубки методом высокочастотного магнетронного распыления покрытие из гидроксиапатита — это основная минеральная составляющая костей и зубов. Покрытие делает трубки более совместимыми с окружающей костной тканью.
«Титан широко используется для изготовления имплантатов, но он значительно тверже костной ткани, и у них разные значения упругости, поэтому при движении титан забирает на себя больше механической нагрузки, чем кости, что может привести к разрушению костной ткани. Нанотрубки позволяют решить данную проблему — они будто растут на поверхности имплантата ровным слоем, не позволяют титану взять на себя больше механической нагрузки, чем костная ткань. Кроме того, титан биоинертен, он слабо взаимодействует с биологическими структурами и жидкостями. И чтобы он лучше приживался, его поверхность нужно изменять. Покрытие нанотрубок гидроксиапатитом «маскирует» имплантат под костную ткань, и он приживается быстрее», — цитирует пресс-служба аспиранта Центра технологий кафедры экспериментальной физики Романа Чернозема.
В ТПУ добавляют, что «маскировочное» покрытие на нанотрубки ученый наносил методом высокочастотного магнетронного распыления — «мишень», содержащую гидроксиапатит, «бомбардируют» ионы инертного газа, выбивая необходимые ионы, атомы и так далее, которые осаждаются тонким слоем на поверхности нанотрубок. Синтезировать нанотрубки можно на поверхности любых имплантатов из титана, его сплавов, а также некоторых других металлах.
«Высокочастотное магнетронное распыление позволяет создавать покрытия гидроксиапатита с высокой адгезионной прочностью, то есть покрытие прочнее присоединяется к титану. Также можно варьировать толщину покрытия от десятков нанометров до микрометра. Сейчас нанотрубки на фундаментальном уровне изучаются коллективами по всему миру, но в клинической практике широко не используются. Можно сказать, что это новое слово в имплантологии и медицинском материаловедении», — поясняет аспирант.
Фото: нанотрубки диоксида титана без покрытия гидроксиапатита (вид сбоку)
