Основные статьи:
2023
Ученые Университета МИСИС запатентовали биодеградируемый сплав для костных имплантатов
Ученые Университета МИСИС запатентовали сплав с памятью формы для биодеградируемых костных имплантатов на основе системы железо-марганец-кремний (Fe-Mn-Si). Он обладает высокой биомеханической совместимостью с костной тканью и требуемой скоростью растворения, что делает его перспективным материалом для использования в травматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии. Об этом 18 октября 2023 года сообщил университет. Подробнее здесь.
Доказано: имплантат после обработки, предложенной учеными МИСИС, лучше приживается и уничтожает бактерии
Эффективность ранее предложенной учеными НИТУ МИСИС технологии покрытия титановых имплантатов для реконструктивной хирургии, подтверждена специалистами Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н. Ф. Гамалеи. Результаты in vivo испытаний показали, что после специальной обработки улучшается взаимодействие имплантата с костной тканью, его антибактериальная и противогрибковая активность. Об этом 14 сентября 2023 года сообщили в университете. Технология не требует дорогостоящего оборудования и может проводиться непосредственно в больницах и хирургических центрах. Подробнее здесь.
Росатом создаст импортозамещающее производство титановых имплантатов для травматологии и ортопедии
ООО «Русатом МеталлТех», дивизиональный интегратор по направлению «Металлургия» Топливной компании Росатома «ТВЭЛ», учредило дочернее предприятие ООО «Росатом Имплантат (Росатом Имплантируемые системы)», на базе которого будет реализовано производство импортозамещающих титановых имплантатов для накостного и внутрикостного остеосинтеза. Об этом «ТВЭЛ» сообщил 6 июня 2023 года. Подробнее здесь.
*Российские ученые нашли способ защиты костных имплантатов от микробов
Ученые НИТУ МИСиС предложили решение, которое открывает новые перспективы для создания более безопасных и биосовместимых костных имплантатов. Об этом 28 марта 2023 года Zdrav.Expert сообщили представители университета.
В частности, учеными было установлено, что белок лизостафин передает антибактериальные свойства биокерамике при нанесении, он эффективно подавляет рост штаммов стафилококка и разрушает бактериальные биопленки. Такую керамику можно использовать в качестве основного компонента имплантируемых материалов.
При хирургическом лечении остеомиелита или костной пластике в случае открытого перелома наиболее частой причиной инфекции является золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus). Из-за повсеместного распространения невосприимчивых к антибиотикам штаммов S. аureus, лечение стандартными противомикробными препаратами становится все более трудным. На эффективность применения антибиотиков также негативно влияет способность микроорганизмов образовывать более устойчивые к лекарствам биопленки на медицинских имплантатах. По данным медицинской статистики в США, заражение после имплантации развивается примерно в 5% случаев. Более того, при соблюдении стандартной процедуры антибиотикотерапии рецидив инфекции происходит в 20-30% случаев.
Одним из передовых способов снижения процента инфекционных осложнений при костной пластике может стать пропитка имплантатов ферментами, разрушающими бактериальные клеточные стенки. Биосовместимая керамика на основе диопсида из силиката, кальция и магния (CaMgSi2O6) обладает большим потенциалом в области костного протезирования, она только недавно была предложена для использования в регенеративной медицине. На базе НИТУ МИСиС проводился синтез такой биокерамики и исследование структурных характеристик. Высокая биологическая активность и биосовместимость объясняется, в частности, высокой способностью диопсида к биоминерализации.
 | «В первые несколько часов после имплантации поверхность диопсида покрывается слоем апатита. Кроме того, диопсид высвобождает ионы Ca2+, Mg2+ и SiO32−, которые способствуют размножению клеток и их преобразованию в зоне регенерации именно в костную ткань, – пояснила инженер научного проекта НОЦ «Биомедицинской инженерии» НИТУ МИСиС Инна Булыгина. – Эти свойства делают диопсид потенциально перспективным в качестве замены кальцийфосфатной керамики». |  |
Рекомбинантный (белок, ДНК которого создана искусственно) лизостафин, введённый в порошок диопсида, действует на антибиотикорезистентные (MRSA) и антибиотикочувствительные (MSSA) штаммы стафилококка с одинаковой эффективностью и демонстрирует синергизм при одновременном применении с обычными антибиотиками. Исследования керамики после нанесения лизостафина проходило на базе Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Pathogens.
профессор НОЦ «Биомедицинской инженерии» НИТУ МИСиС
| | «Лизостафин расщепляет пентаглициновые поперечные мостики в пептидогликане S. aureus, что приводит к гибели бактериальных клеток, – объяснила Анна Карягина, д.б.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории биологически активных наноструктур НИЦЭМ им. Н Ф. Гамалеи, профессор НОЦ «Биомедицинской инженерии» НИТУ МИСиС. – Этот высокоэффективный белок можно нарабатывать в больших количествах микробиологическим синтезом и использовать для насыщения самых различных материалов. Например, его можно успешно использовать для покрытия титановых имплантатов для стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и хирургического лечения переломов длинных костей и травм позвоночника, а также включать в состав инъекционных гидрогелей, используемых при малоинвазивных процедурах для костной пластики». | |
Лизостафин, в отличие от традиционных антибиотиков, эффективно убивает как активно растущие, так и бездействующие (дормантные) бактериальные клетки. Однако этот фермент активен только в отношении S. aureus и, в меньшей степени, коагулазонегативных стафилококков. Большинство других антибактериальных ферментов также обладают относительно узкой направленностью. В будущих исследованиях необходимо найти возможность загрузки диопсида двумя или более антибактериальными белками с различной специфичностью. Работа по изучению антибактериальных и антибиоплёночных свойств лизостафина, введённого в состав частиц диопсида, выполнена в рамках проекта, финансируемого Российским научным фондом.
Российские ученые предложили метод изготовления костных имплантатов, сочетающих антибактериальные и биоактивные свойства
Ученые Университета науки и технологий МИСИС доказали возможность одновременного нанесения антибактериального и биоактивного покрытия на титановые имплантаты. Об этом 13 марта 2023 года Zdrav.Expert сообщили представители университета. Подробнее здесь.
Ученые предложили наполнитель с улучшенными антибактериальными свойствами для полимерных костных «3D-каркасов»
Международный коллектив ученых с участием исследователей НИТУ МИСИС предложил альтернативный наполнитель костных «3D-каркасов» на основе силиката кальция. Материал препятствует образованию биопленки бактерий на поверхности каркаса и в перспективе может применяться для имплантатов малонагруженных костей, например, черепа. Исследование поддержано грантом РНФ. Результаты работы опубликованы в научном журнале Polymer. Об этом 25 января 2023 года сообщили представители НИТУ МИСИС. Подробнее здесь.
2022
Разработка сверхупругого сплава для замены костных тканей
Российские материаловеды из НИТУ «МИСиС» разработали биосовместимый сплав на основе титана, циркония и ниобия, обладающий физико-механическими свойствами близкими к костной ткани. Полученный сплав может стать основой для костных имплантатов. Результаты проекта опубликованы в журнале Metals. Об этом 15 марта 2022 года сообщил НИТУ «МИСиС». Подробнее здесь.
В России создали ортопедические 3D-имплантаты с антибактериальным биопокрытием
Как стало известно в марте 2022 год, ученые Новосибирского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии имени Я. Л. Цивьяна, Федерального исследовательского центра фундаментальной и трансляционной медицины и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработали 3D-печатные имплантаты с пористой структурой и антибактериальными покрытиями на основе цинка и серебра.
Пористые каркасы имплантатов получены методом 3D-печати по технологии прямого лазерного спекания (DMLS) из порошков титанового сплава Ti-6Al-4V. Подробнее здесь.
2020: Команда студентов НИТУ «МИСиС» представила проект по разработке саморастворяющегося материала для костной имплантации
23 июля 2020 года стало известно о том, что команда студентов НИТУ «МИСиС» представила проект по разработке саморастворяющегося материала для костной имплантации. Комбинация свойств различных полимеров в сочетании с минеральной добавкой позволит создавать имплантаты, принимающих на себя нагрузку и позволяющих активно расти собственной кости пациента. Выполнив свою функцию, материалы будут постепенно и без побочных эффектов растворяться в организме. Подробнее здесь.
