Исследователи из Южного федерального университета разработали основу для "умных" имплантатов, которые в будущем могут полностью заменить костную ткань. Результаты работы опубликованы в издании Journal of Physics and Chemistry of Solids.
Как сообщили представители ЮФУ, одной из главных трудностей при установке костных и зубных протезов является их приживаемость. Решить эту проблему помогает минерал брушит — фосфат, позволяющий создавать имплантаты, которые не просто интегрируются в организм, но и трансформируются в гидроксиапатит — вещество, составляющее кости и зубы.
Учёные университета нашли метод регулирования процесса превращения брушита в гидроксиапатит, используя сочетание двух специальных добавок. "Мы выявили синергетическое взаимодействие между кальциевым карбонатом и белковыми компонентами.
Вместе они выступают в роли катализатора, способствуя тому, что частицы брушита растворяются и сразу же формируют крепкие кристаллы гидроксиапатита, полностью идентичные природным", — объяснила руководитель научной лаборатории МИИ ИМ ЮФУ Елизавета Муханова. Этот эффект ученые связали с явлением Ребиндера — процессом, при котором поверхностно-активные вещества, покрывающие твёрдый материал, меняют его прочностные характеристики.
Такой механизм не только ускоряет регенерацию тканей, но и даёт возможность контролировать геометрию и размеры образующихся кристаллов, что критично для надёжности будущей кости. "Гидроксиапатит уже давно применяется в протезировании, однако композитные материалы на его основе обладают определёнными техническими ограничениями.
Наш подход предлагает использование более активных фосфатных соединений, которые преобразуются в гидроксиапатит уже после установки имплантата, предоставляя важные преимущества", — добавила Муханова.