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.