Создание лучших костных имплантатов с помощью бактерий

Бактерии, производящие гидроксиапатит (HA), могут быть использованы для создания более прочных и долговечных костных имплантатов. Профессор Линн Макаски из Бирмингемского университета представила эту работу на встрече Общества общей микробиологии в Университете Хериот-Ватт в Эдинбурге (7–10 сентября).

Исследование с использованием бактерий Serratia показало, что их клетки прочно прилипают к поверхностям, таким как титановый сплав, полипропилен, пористое стекло и пенополиуретан, образуя биоплёнку с биополимерами, которые действуют как сильный клей. Затем поверхность покрывается слоем HA. Для практического использования слой HA должен плотно держаться, после чего материал сушат и нагревают, чтобы уничтожить бактерии. Микроманипуляционная техника, использованная для измерения силы, необходимой для преодоления адгезии биоклея, показала, что высушенная биоплёнка прилипает в 20 раз прочнее, чем свежая. После покрытия HA адгезия становилась ещё в несколько раз сильнее. Слегка шероховатая поверхность значительно повышала эффективность биоклея.

В настоящее время материалы для костных имплантатов создают методом напыления гидроксиапатита. Это не обеспечивает хорошей механической прочности, и напыление покрывает только видимые области. Новый метод биопокрытия достигает всех скрытых поверхностей, так как бактерии могут «заплывать» в укромные уголки и щели. Бактериальный HA также обладает лучшими свойствами, чем химически синтезированный, поскольку нанокристаллы HA, производимые бактериями, намного меньше, что придаёт им высокую механическую прочность.

«Бактерии уничтожаются нагреванием, оставляя только HA, приклеенный к поверхности их собственным клеем — примерно как пригоревший молочный соус на кастрюле», — сказала профессор Макаски. — «Нам предстоит ещё много работы, чтобы превратить эти материалы в пригодные для использования в биомедицине и экологии. Затем их нужно будет испытать в реальных условиях в ходе клинических и экологических испытаний».

Источник: Society for General Microbiology