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Material de implante que mata bactérias

Os dois principais problemas na cirurgia de implante são a lenta sobrevivência do implante e o risco de desenvolver uma infecção bacteriana no local de sua instalação. A aceleração da sobrevivência é possível fazendo um implante a partir de um material bioativo que estimula a divisão dos osteoblastos - as células ósseas do paciente. A infecção é combatida com antibióticos, mas as bactérias rapidamente desenvolvem resistência a elas. Esse problema requer a criação de novas formas eficazes de combater infecções, por exemplo, o uso de íons metálicos conhecidos por sua atividade bactericida ou a capacidade de gerar espécies reativas de oxigênio (elas são prejudiciais às membranas bacterianas).

A maioria dos implantes modernos são feitos de titânio - é durável, bio-inerte e não está sujeito a corrosão. No entanto, o titânio não possui propriedades bioativas e antibacterianas, e é por isso que os cientistas estão trabalhando ativamente para criar revestimentos que eliminam essas deficiências. Um filme de óxido de titânio (TiO2) mostra bons resultados - por causa da estrutura porosa, é mais adequado para a divisão celular óssea, e a inclusão de cálcio Ca e fósforo P em sua composição fornece bioatividade. No entanto, ainda é uma tarefa importante fornecer propriedades antibacterianas ao implante.

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A equipe do centro científico e educacional para síntese auto-propagável de alta temperatura NITU "MISiS" (NUTS SHS NITU "MISiS") desenvolveu revestimentos para implantes de titânio baseados em óxido de titânio com nanopartículas de prata e platina. O material desenvolvido pelos cientistas permite acelerar a proliferação, ou seja, a divisão celular ativa em média de 12 a 20%, além de garantir a destruição de até 100% das bactérias após 72 horas e proteção contra a formação de um filme bacteriano.

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

Penetrando uma profundidade de aproximadamente 30 nanômetros na amostra, íons individuais formaram átomos. Como resultado da alta concentração de átomos nessa camada, alguns deles chegaram à superfície do implante e formaram nanopartículas de prata e platina. A prata na superfície já é capaz de fornecer independentemente um efeito antibacteriano devido aos seus íons. Mas existe uma concentração máxima acima da qual propriedades tóxicas podem aparecer.

A platina como elemento não possui propriedades bactericidas. A presença de Ag e Pt na forma de nanopartículas na superfície do óxido de titânio fornece as propriedades catalíticas do material. Como resultado, sob luz comum e radiação ultravioleta, os revestimentos são capazes de gerar um grande número de espécies reativas de oxigênio que destroem várias cepas bacterianas.

Para verificar as propriedades antibacterianas do material, as amostras foram colocadas em meios com várias cepas de E. coli e Staphylococcus aureus. Os resultados obtidos permitiram concluir que o efeito sinérgico dos íons de prata e espécies reativas de oxigênio permite eliminar rápida e efetivamente qualquer infecção bacteriana sem ameaçar o paciente. Amostras com nanopartículas de platina destroem bactérias apenas devido a espécies reativas de oxigênio.

Nos planos futuros dos cientistas - para continuar experimentos para aumentar a bioatividade e propriedades bactericidas dos implantes. Em particular, está planejado saturar os poros abertos de óxido de titânio com antibióticos, sangue artificial e peptídeos.

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