Вчені тпу запропонували покращувати поверхневі властивості імплантатів поліелектролітними мікрокапсулами з кальцій-карбонатним ядрами, завантаженими лікарськими препаратами. Вони допомагають краще функціонувати поверхні імплантату і ефективніше контролювати вивільнення ліки з них. Такий спосіб модифікування поверхні запропонований вперше. Результати дослідження опубліковані в журналі materials chemistry and physics.

Дослідження в області адресної доставки ліків, а точніше-вивільнення лікарського препарату з поверхні металевих імплантатів титанового сплаву проводилися вперше. Над ним працювала група вчених з науково-дослідного центру » фізичне матеріалознавство і композитні матеріали» тпу в колаборації з колегами з дослідницької школи хімічних і біомедичних технологій тпу, а також вченими зі швеції, німеччини та великобританії.

» на металеві імплантати, в тому числі титанового сплаву, наносяться різного роду покриття, частинки та інше. Але осаджувати саме поліелектролітні мікрокапсули з кальцій-карбонатним ядром, завантаженим дексаметазоном ми запропонували вперше. У своїй роботі ми осаджуємо ці частинки на скеффолди титанового сплаву і не маємо на увазі розкриття зовнішніми способами. Вони просто будуть розчинятися природним шляхом, тим самим забезпечуючи пролонговану дію ліків, — розповідає ініціатор роботи, провідний науковий співробітник науково-дослідного центру» фізичне матеріалознавство та композитні матеріали » тпу марія сурменєва. — новизна нашої роботи полягає в самих скеффолдах, створених за допомогою адитивних технологій, які дозволили отримати зразки з добре розвиненою пористою поверхнею. Це сприяло кращому «прикріпленню» мікрочастинок на поверхню скеффолда».

Дослідження проводилися в рамках проекту держзавдання «наука«, а також за підтримки гранту німецько-російського міждисциплінарного наукового центру (g-risc), який виграла провідний молодий вчений, інженер-дослідник центру» фізичне матеріалознавство і композитні матеріали» тпу катерина чудінова для проведення досліджень в університеті дуйсбург-ессен (німеччина), де була проведена частина експериментів.

Вчені тпу спільно з колегами розробили мікрокапсули, що складаються з біосумісних пористих мікрочастинок карбонату кальцію, які серед різних неорганічних носіїв ліків володіють унікальними перевагами — ідеальною біосумісністю і можливістю використання їх в якості системи контролю доставки завантажуваних в них різних типів препаратів.

«в якості завантажуваного компонента ми вибрали дексаметазон. Він є протизапальним препаратом, одна з областей його застосування-посттрансплантаційна імунотерапія. Ліки дозволяє придушити імунну відповідь за рахунок зниження лімфатичної активності, а також стимулює остеогенну диференціювання і сприяє метаболізму білків, жирів і вуглеводів. У перспективі в капсули також можна завантажувати білки, різні фактори росту, а також інші лікарські препарати», — пояснюють автори статті.

Мікрокапсули були створені за допомогою методу пошарового синтезу речовини-почергового нанесення на кальцій-карбонатні ядра протилежно заряджених полімерів. Це дозволяє краще контролювати вивільнення завантаженого препарату з оболонки. У перспективі, за словами авторів статті, синтез дозволить додавати різні біоактивні компоненти ще й у процесі нанесення оболонок на кальцій-карбонатні ядра.

«у деяких роботах між шарами завантажуються наночастинки срібла, які мають антибактеріальний ефект. Це також впливає на збільшення терміну служби імплантату», — додає катерина чудінова.

Вчені планують продовжити дослідження, наступним етапом експериментів стане виявлення ефективності методу для лікування запалень при імплантації.