♾ 😏 🦌 Bakterienabtötendes Implantatmaterial 🚩 🤞🏾 👩‍⚕️

Die beiden Hauptprobleme bei der Implantationschirurgie sind das langsame Überleben des Implantats und das Risiko der Entwicklung einer bakteriellen Infektion am Ort seiner Installation. Eine Beschleunigung des Überlebens ist möglich, indem ein Implantat aus einem bioaktiven Material hergestellt wird, das die Teilung von Osteoblasten - den Knochenzellen des Patienten - stimuliert. Die Infektion wird mit Antibiotika bekämpft, aber Bakterien entwickeln schnell Resistenzen gegen sie. Dieses Problem erfordert die Schaffung neuer wirksamer Wege zur Bekämpfung von Infektionen, beispielsweise die Verwendung von Metallionen, die für ihre bakterizide Aktivität bekannt sind, oder die Fähigkeit, reaktive Sauerstoffspezies zu erzeugen (sie sind schädlich für Bakterienmembranen).

Die meisten modernen Implantate bestehen aus Titan - es ist langlebig, bio-inert und nicht korrosionsanfällig. Titan hat jedoch keine bioaktiven und antibakteriellen Eigenschaften, und deshalb arbeiten Wissenschaftler aktiv daran, Beschichtungen herzustellen, die diese Mängel beseitigen. Ein Film aus Titanoxid (TiO2) zeigt gute Ergebnisse - aufgrund der porösen Struktur ist er am besten für die Knochenzellteilung geeignet, und der Einschluss von Calcium Ca und Phosphor P in seine Zusammensetzung sorgt für Bioaktivität. Es ist jedoch immer noch eine wichtige Aufgabe, dem Implantat antibakterielle Eigenschaften zu verleihen.

Das Team des Wissenschafts- und Bildungszentrums für sich selbst vermehrende Hochtemperatursynthese NITU "MISiS" (NUTS SHS NITU "MISiS") hat Beschichtungen für Titanimplantate auf Basis von Titanoxid mit Silber- und Platin-Nanopartikeln entwickelt. Das von Wissenschaftlern entwickelte Material ermöglicht eine Beschleunigung der Proliferation, dh eine aktive Zellteilung um durchschnittlich 12 bis 20%, sowie die Zerstörung von bis zu 100% der Bakterien nach 72 Stunden und den Schutz gegen die Bildung eines Bakterienfilms.

« — „“ . (Ca = 6,3 P = 4,8 %), — 0,7 2,3 . — , . Pt Ag », — , «» .

Einzelne Ionen drangen in eine Tiefe von ungefähr 30 Nanometern in die Probe ein und bildeten Atome. Infolge der hohen Konzentration von Atomen in dieser Schicht kamen einige von ihnen an die Oberfläche des Implantats und bildeten Silber- und Platin-Nanopartikel. Silber auf der Oberfläche kann aufgrund seiner Ionen bereits unabhängig eine antibakterielle Wirkung entfalten. Es gibt jedoch ihre maximale Konzentration, oberhalb derer toxische Eigenschaften auftreten können.

Platin als Element hat keine bakteriziden Eigenschaften. Das Vorhandensein von Ag und Pt in Form von Nanopartikeln auf der Oberfläche von Titanoxid verleiht dem Material katalytische Eigenschaften. Infolgedessen können Beschichtungen unter gewöhnlicher Licht- und Ultraviolettstrahlung eine große Anzahl reaktiver Sauerstoffspezies erzeugen, die verschiedene Bakterienstämme zerstören.

Um die antibakteriellen Eigenschaften des Materials zu überprüfen, wurden die Proben in Medien mit verschiedenen Stämmen von E. coli und Staphylococcus aureus gegeben. Die erhaltenen Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass die synergistische Wirkung von Silberionen und reaktiven Sauerstoffspezies es Ihnen ermöglicht, bakterielle Infektionen schnell und effektiv zu eliminieren, ohne den Patienten zu bedrohen. Proben mit Platin-Nanopartikeln zerstören Bakterien nur aufgrund reaktiver Sauerstoffspezies.

In den zukünftigen Plänen der Wissenschaftler - Experimente fortzusetzen, um die Bioaktivität und die bakteriziden Eigenschaften von Implantaten zu erhöhen. Insbesondere ist geplant, die offenen Poren von Titanoxid mit Antibiotika, künstlichem Blut und Peptiden zu sättigen.

Bakterienabtötendes Implantatmaterial

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