Ученые предложили использовать панцирь морского гребешка в стоматологии

Международный коллектив ученых с участием исследователей НИТУ МИСИС получил из панциря морского гребешка Nodipecten nodosus материал для восстановительной хирургии. Он безопасен для организма и обладает высокими антибактериальными свойствами. В перспективе материал может применяться в стоматологии и челюстно-лицевой имплантологии. Результаты работы опубликованы в научном журнале Environmental Research.

На сегодняшний день инфицирование медицинских имплантатов остается одной из главных проблем при ортопедических и стоматологических операциях. Появляющееся осложнение — воспаление вокруг имплантата нередко требует сопутствующей медикаментозной терапии, однако часто это приводит к побочным эффектам из-за характерных свойств антибиотиков и их высоких доз.

Решить подобную проблему можно с помощью биоматериалов с антибактериальной активностью, в частности на основе гидроксиапатита (ГАП), который является минеральной составляющей костной ткани и зубной эмали. Этот материал обладает биосовместимостью и биоактивными свойствами, может легко интегрироваться в костную ткань и прилегающие к ней участки ткани.

Международный коллектив ученых из России, Индии и Республики Корея под руководством Гопалу Карункарана (Gopalu Karunakaran) уже несколько лет занимается изучением производства этого биоматериала из различных видов сырья и улучшением его характеристик. Недавно исследователи представили метод синтеза высокочистого биосовместимого гидроксиапатита с улучшенными антибактериальными свойствами из биоотходов — панциря морского гребешка (Nodipecten nodosus).

По предварительным данным, гидроксиапатит с панцирем морского гребешка может проявлять более высокие антибактериальные свойства, чем схожий материал с синей мидией, который группа исследователей представила ранее. Однако, как отмечают ученые, для уточнения и детального сравнения материалов из биоотходов потребуются дальнейшие исследования.

«С использованием метода микроволнового гидротермального синтеза были получены образцы гидроксиапатита в виде мезопористых наностержней. В качестве прекурсоров — веществ, приводящих к образованию целевого вещества, использовались раковины морского гребешка, фосфат кальция и бромид цетримониума. Наностержни гидроксиапатита, легированные цинком, продемонстрировали замечательные антибактериальные свойства по отношению к антропоидным патогенным бактериям Klebsiella pneumoniae (MTCC 7407) и Bacillus subtilis (MTCC 1133), причём с увеличением концентрации цинка, антибактериальные свойства увеличиваются. Более того данные материалы совершенно нетоксичны», — отметил соавтор работы, сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Евгений Колесников.

Исследования токсичности материала ученые проводили с использованием биологических тест-объектов рыбок Данио-рерио.

В будущем ученые планируют продолжить исследовать влияние различных добавочных модификаторов на антибактериальные свойства гидроксиапатита, а также увеличение разнообразия используемых биоотходов для синтеза высокочистого биосовместимого гидроксиапатита.

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»