Новое покрытие имплантатов предотвратит воспаление

Заболевания костей становятся все более распространенными в современном обществе, что увеличивает использование зубных и ортопедических имплантатов. Самый древний имплантат датируется первым веком нашей эры, был изготовлен из кованого железа в Древем Мире. С тех пор прошли десятки веков, технологии и медицина значительно улучшились, а сами имплнтаты стали неотличимы от зубов как по внешнему виду, так и по функционалу. Однако избавиться от проблем, связанных с имплантацией по-прежнему не удается. Например с ослаблением имплантата в результате медленной интеграции в костную ткань или воспалением, требующим повторной хирургической процедуры.

Чтобы смягчить эти проблемы, была предпринята попытка покрыть материалы имплантата «искусственной костью», которая имеет тот же состав, что и настоящая человеческая кость. Но процесс нанесения покрытия весьма трудоемкий, требует длительного синтеза и отнимает слишком много времени. Кроме того, связь между субстратом и слоем искусственного костного покрытия не всегда прочная, что приводит к повреждению или даже выпадению, а надежные методы покрытия, которые можно было бы применить к реальным пациентам в клинических условиях, достаточно редки.

Исследовательская группа доктора Ходжон Чжона из Центра биоматериалов Корейского института науки и технологий объявила, что они разработали керамическое покрытие для искусственной кости с тройной прочностью адгезии по сравнению с обычными материалами покрытия. На его изготовление требуется всего час времени и минимум манипуляций, хотя раньше подобный процесс занимал день и состоял из десятка шагов. Нет необходимости отдельно синтезировать сырье для искусственного покрытия кости, можно создать покрытие с помощью наносекундного лазера без дорогостоящего оборудования или термообработки.

Кроме того, можно сформировать слой покрытия с более сильной связывающей способностью, чем несколько методов нанесения искусственного покрытия костей, применяемых сегодня в клинической практике. В результате покрытие держится прочно не только на металле, но и полимерах, что доселе было невозможно.

Чтобы сократить количество этапов и обеспечить прочное покрытие, команда доктора Чона поместила покрываемый материал в раствор, содержащий кальций и фосфор, основные компоненты кости, и облучила его лазером. Температура повышалась локальным образом в месте воздействия лазера, вызывая реакцию с участием кальция и фосфора с образованием керамической искусственной кости (гидроксиапатита) а так же формированием внешнего слоя покрывающего материал.

В отличие от традиционных методов нанесения покрытия, синтез компонента искусственной кости индуцируется с помощью лазера, а поверхность подложки нагревается до температуры выше точки плавления. Искусственный костный материал адсорбируется на расплавленной поверхности и затвердевает, что увеличивает прочность связывания.

«Метод покрытия гидроксиапатитом с использованием наносекундного лазера – это простой способ вызвать биоактивность небиоактивных материалов, таких как титан, который обычно используются в качестве биоматериала. Я ожидаю, что наш метод изменит правила игры, поскольку найдет широкое применение в различных медицинских устройствах, где необходима остеоинтеграция», — прокомментировал доктор Чон.

Источник: medicalxpress.com