Углеродные нанотрубки позволят создать улучшенные импланты

 


Исследователи под руководством профессора Томаса Уэбстера разрабатывают более простые способы определения того, насколько успешно имплант интегрируется с окружающими тканями, нежели обычное рентгеновское исследование. Стартовой точкой в создании «протезов-биосенсоров» является титан — наиболее популярный материал в имплантологии благодаря его прочности и биосовместимости. После химической и электрической обработки поверхности титанового импланта на ней образуются микроскопические впадины. В этих впадинах затем выращивают углеродные нанотрубки-«антенны».

На таким образом модифицированную поверхность наносились живые клетки. По электрическим свойствам структуры учёные могли определить, что росло на поверхности импланта: кость, воспалённая шрамовая ткань или бактериальная биоплёнка. К удивлению исследователей, такая модифицированная поверхность не только позволяла просто оценить качество интеграции протеза с клетками, но и сама способствовала росту костной ткани. На поверхности с углеродными нанотрубками костная ткань росла вдвое быстрее, чем на немодифицированной поверхности титана, а также содержала больше кальция.

Уэбстер видит несколько возможных объяснений этому эффекту. Нанотрубки могли «мимикрировать» под волокнистую структуру костной ткани, облегчая рост клеток. Кроме того, электропроводность нанотрубок могла как-то стимулировать клеточный рост. Так или иначе, результаты исследований выглядят многообещающими.

Следующим шагом на пути к созданию «умных» имплантов должно стать создание устройств, способных не просто оценить рост кости вокруг них, но и реагировать на медицинские проблемы. По словам Уэбстера, углеродные нанотрубки можно было бы заполнять теми или иными препаратами, выделяемыми в той иди иной ситуации. Например, при обнаружении формирования биоплёнки на поверхности импланта, можно было бы доставить антибактериальное лекарство прямо в очаг инфекции. Возможно использование и многих других препаратов, от противовоспал­ительных до стимуляторов роста костной ткани.

Однако, остаётся ещё вопрос безопасности. Дело в том, что углеродные нанотрубки не являются биодеградируемыми. Кроме того, в литературе встречаются противоречивые оценки их безопасности для применения in vivo, что, вероятно, обусловлено различными методами изготовления. Уэбстер и его коллеги планируют начать испытания своих протезов на животных в следующем году.


Источник: NanoNewsNet