Нано-модифицированные поверхности защищают имплантаты ног от инфекций
Исследователи из Университета Брауна разработали два метода модификации поверхности титановых имплантатов для ног, чтобы стимулировать рост клеток кожи и создать естественный защитный барьер, предотвращающий проникновение бактерий в организм.
Методы модификации поверхности
Нано-бугорки: С помощью электронного луча на поверхности имплантата создаются бугорки размером 20 нм, имитирующие контуры естественной кожи. Это обманывает клетки кожи, заставляя их колонизировать поверхность.
Анодирование (нанопоры): Имплантат погружают в плавиковую кислоту и пропускают электрический ток. Это заставляет атомы титана перестраиваться в полые трубчатые структуры, перпендикулярные поверхности, которые также быстро колонизируются клетками кожи.
Результаты и усиление эффекта
В лабораторных (in vitro) тестах плотность клеток кожи (кератиноцитов) на модифицированной поверхности почти удвоилась. В течение пяти дней формировался непроницаемый слой кожи, полностью закрывающий зазор.
Для дальнейшего ускорения роста использовали белок FGF-2. Чтобы он не терял эффективности при контакте с титаном, исследователи создали синтетическую молекулярную цепь, которая связывает FGF-2 с поверхностью, сохраняя его функцию. Наибольшая плотность клеток кожи была достигнута на наномодифицированных поверхностях с закреплённым FGF-2.
Перспективы
Следующим шагом станут исследования на живых организмах (in vivo). Успешные результаты могут открыть путь к клиническим испытаниям на людях, хотя до этого, по словам профессора Томаса Вебстера, могут пройти годы.
Исследование опубликовано в Journal of Biomedical Materials Research A.