Отраслевые новости

Прислать новость

Для лечения костей будут применяться армированные матриксы из хитозана

В последнее десятилетие для восстановления костей, повреждённых в результате травм или хирургических операций, в нужное место помещают пористый матрикс с культивированными в нём клетками костной ткани. Клетки делятся, матрикс постепенно рассасывается, и на его месте возникает новая кость. Создание матрикса с необходимыми свойствами — довольно сложная задача. Метод её решения предложили специалисты Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН.

Учёные из Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН разработали новый метод получения пористых композитных материалов на основе хитозана, содержащего биоактивные соединения кальция в качестве наполнителя. Их работу поддержали Российский фонд фундаментальных исследований и Федеральное агентство по науке и инновациям РФ.

Хитозан обладает хорошей биосовместимостью и биорезорбируемостью (то есть постепенно рассасывается в организме). Его получают из природного аминополисахарида хитина, а источниками хитина, в свою очередь, могут служить панцири морских и пресноводных ракообразных, пчелиный подмор (тела погибших медоносных пчёл), некоторые виды грибов. Хитозан с биоактивным кальцием в качестве наполнителя имеет преимущества перед пористой керамикой: композитный материал более пористый и эластичный, что позволяет заполнить костный дефект любой формы без зазора между костью и имплантом.

Хитозан широко применяют в медицине, но для сшивания его пористой структуры обычно используют токсические вещества, например, глутаровый альдегид. Метод, предложенный российскими учёными, позволяет избежать этой процедуры.

Хитозановый порошок растворяют в девятипроцентной уксусной кислоте, добавляют наполнитель (нанодисперсный порошок — гидроксиапатит, карбонатгидроксиапатит или карбонат кальция, получаемый методом химического осаждения из водных растворов) и вспенивающий реагент — карбонат аммония. Вспененную густую суспензию замораживали до образования кристаллов льда при температуре ниже ?10°С.

Полученный твёрдый образец помещали в этиловый спирт, который постепенно вытеснял из этой застывшей пены уксусную кислоту. В результате получилась хитозановая губка, напитанная этанолом. В спирту хитозан нерастворим. Оставалось только высушить образец, удалив спирт, и пористый матрикс готов.

Чистый хитозан образует мелкопористую структуру. Подавляющее большинство пор имеют вытянутую пластинчатую форму и размеры от нескольких десятков до 200—300 микрометров в длину и до нескольких десятков микрометров в ширину. Поры разделены между собой чешуйчатыми или волокнистыми хитозановыми стенками. Наполнитель придает хитозановым губкам более равномерную структуру. У хитозана с наполнителем поры более крупные, округлые, размером 100—300 микрометров. При большом увеличении хорошо видны стенки хитозановой матрицы, содержащие твёрдые частицы наполнителя.

Структура у композитных материалов однородная, поры достаточно крупные, а пористость высокая, до 95 процентов. Они имеют высокую эластичность и регулируемую растворяемость, которая зависит от наполнителя. Проведённые в Московском научно-исследовательском онкологическом институте им. П. А. Герцена предварительные испытания показали, что клетки в такой матрице чувствуют себя хорошо.

Учёные надеются, что полученные ими материалы могут быть перспективными для изготовления пористых матриксов для новых медицинских технологий восстановления костных тканей.
 
Источник: Информнаука
Архив материалов
2020 | 2019 | 2018 | 2017 | 2016 | 2015 | 2014 | 2013 | 2012 | 2011 | 2010 | 2009 | 2008

Новые материалы

Станьте экспертом компании Abercade
Разработка сайта - Astronim*
Разработка сайта
Astronim*