Ученые нашли способ стерилизовать умные имплантаты бета-излучением

Ученые экспериментально подтвердили, что с помощью электронов с высокой энергией (бета-излучения) можно эффективно и безопасно стерилизовать сложные многослойные имплантаты, которые содержат антибиотики и противоопухолевые препараты. Исследование показало, что даже высокие дозы облучения не повреждают структуру и химический состав покрытий и сохраняют их терапевтическую активность на протяжении как минимум шести месяцев. Предложенный способ решает ключевую проблему дезинфицирования сложных медицинских изделий и может использоваться для обработки многослойных имплантатов перед их внедрением в организм человека. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Surfaces and Interfaces.

Современные имплантаты ускоряют восстановление поврежденных тканей, заменяют поврежденные органы, а в некоторых случаях, например, при имплантации кардиостимуляторов, — спасают жизни пациентам. Однако врачи при установке таких устройств, особенно в случае ортопедических и зубных имплантатов, часто сталкиваются с инфекциями. Бактерии колонизируют поверхность имплантата, образуя устойчивую биопленку, которая практически непроницаема для антибиотиков и иммунных клеток. Кроме того, на имплантат из титана или нержавеющей стали иммунная система организма может отреагировать хроническим воспалением или полным отторжением — как на инородное тело.

Чтобы решить эти и другие проблемы, ученые разрабатывают сложные системы — умные имплантаты. Такие системы состоят из металлов и сплавов, которые покрывают биосовместимыми и безопасными для организма человека органическими и неорганическими соединениями. Чтобы предотвратить бактериальные заражения, на поверхность имплантатов наносят антибиотики, которые должны медленно выделяться в очаге воспаления. А в патологических случаях, например, при остеоонкологии — опухолях костей, суставов и мышц, — в имплантаты внедряют противоопухолевый препарат, который также постепенно выделяется и тем самым предотвращает рецидив ракового заболевания.