Учёные Института химии ДВО РАН разработали инновационное «умное» покрытие для имплантатов, которое улучшает их совместимость с организмом и продлевает срок службы. Состав создан на основе плазмы, полимеров и ингибиторов коррозии, что позволяет материалу адаптироваться к условиям внутри тела и защищать имплантаты от разрушения.
Особенности покрытия
«Умное» покрытие обладает несколькими ключевыми свойствами:
Биосовместимость. Материал не вызывает токсического эффекта, воспаления или отторжения организмом. Исследования показали отсутствие острой, подострой и хронической токсичности, а также негативного отклика живой системы.
Антибактериальные и противовоспалительные свойства. Это снижает риск инфекций и воспалений в месте имплантации.
Самовосстанавливающаяся структура. При повреждении покрытия активируются ингибиторы коррозии, которые вступают в химическое взаимодействие с металлом. В результате образуется защитная плёнка, «затягивающая» дефектную зону и предотвращающая дальнейшее распространение коррозии.
Увеличение коррозионной стойкости. Гибридные покрытия с ингибиторами и полимерами повышают устойчивость магниевых сплавов к коррозии в десятки тысяч раз.
Технология создания
Покрытие формируется методом плазменного электролитического оксидирования (ПЭО). Этот процесс создаёт на поверхности металла оксидный слой, который обладает высокой химической стойкостью и адгезией (способностью сцепляться с материалом подложки).
Чтобы устранить недостаток ПЭО-покрытий — высокую пористость, — учёные заполняют поры нетоксичными материалами. Часть пор «загружают» активными компонентами — ингибиторами коррозии, которые и обеспечивают самовосстанавливающиеся свойства.
Применение
Разработка предназначена для использования с имплантатами из магниевых и алюминиевых сплавов. Эти материалы привлекательны благодаря низкому удельному весу и высокой прочности, но требуют защиты от преждевременного разрушения в теле человека.
В перспективе технология может найти применение не только в медицине, но и в строительстве, авиации, электронике и автомобилестроении для увеличения срока эксплуатации деталей из других металлов. 1
Текущая стадия проекта
Образцы с защитными покрытиями уже успешно прошли испытания in vitro (в лабораторных условиях) и in vivo (на живых организмах). В ближайшем будущем планируется провести доклинические и клинические испытания имплантатов из магниевых сплавов с различными типами покрытий. Цель — подтвердить безопасность и эффективность материала для использования в хирургической практике.
Учёные также работают над способами формирования биосовместимых гибридных покрытий, чтобы добиться контролируемой коррозионной деградации биоразлагаемого материала. Это позволит преодолеть ограничения при клиническом применении магниевых имплантатов.
Источник
Наука.рф. 1