Международный коллектив ученых с участием исследователей Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) МИСИС предложил альтернативный наполнитель костных «3D-каркасов» на основе силиката кальция. Материал препятствует образованию биопленки бактерий на поверхности каркаса и в перспективе может применяться для имплантатов малонагруженных костей, например, черепа.
В настоящее время биополимеры широко используются в медицине. Особый интерес для ученых и врачей, работающих области реконструктивной хирургии, представляет разработка и производство полимерных скаффолдов — «каркасов», которые служат основой для восстановления костной ткани. Для лучшей приживаемости такие скаффолды обычно заселяются клетками пациента.
Материалы для каркасов должны быть не только биологически совместимыми с организмом человека, но и способствовать процессу регенерации ткани, обладать антибактериальной активностью — препятствовать распространению бактерий на поверхности скаффолдов. Поэтому одной из основных задач тканевой инженерии является изучение и создание новых материалов для печати каркасов.
Группа ученых под руководством директора Научно-образовательного центра биомедицинской инженерии Университета МИСИС Федора Сенатова и Раджана Чоудхари из Рижского технического университета изготовила два вида костных скаффолдов с использованием технологии 3D-печати на основе композиционноых материалов полилактида и волластонита (PLA/Wol) и полилактида и гидроксиапатита (PLA/HAp).
После этого специалисты исследовали механические характеристики, возможность заселения напечатанных каркасов клетками, приближенными к костной ткани, и антибактериальную активность скаффолдов в физиологической среде, сопоставимой с условиями в организме.
Результаты показали, что химический состав скаффолдов значительно влияет на адгезию — прикрепление микробных клеток к поверхности.
В будущем такие скаффолды могут найти применение в хирургии в качестве имплантатов малонагруженных костей, например, костей черепа. В ближайших планах научной группы — серия предварительных исследований и испытаний.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).
