Ru  

Eng  
  Поиск     |     Календарь событий     |     Обратная связь    


 


 Национальный рейтинг университетов
 
 Методика
 
 Общие и частные рейтинги
 Общий рейтинг
 Образование
 Исследования
 Социализация
 Интернационализация
 Бренд
 Инновации
 
 АВТОРИТЕТНОЕ МНЕНИЕ
 
 ПАРТНЕРЫ
 
 Архив частных рейтингов
 
 Обсерватория образования и науки
 Рейтинги вузов: зарубежный опыт
 Российский опыт составления рейтингов вузов
 Полезные ссылки
 
 Аналитика: статьи, обзоры
 Отставки и назначения
 Рейтинг университетов: комментарии, статьи, обзоры
 
 Карта сайта
 




ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ 
ФИО*
Контактный телефон или email*
Текст вашего сообщения*
 Введите код, указанный на картинке*
  СВОДНЫЙ РЕЙТИНГ     РЕЙТИНГ ПО РЕГИОНАМ     РЕЙТИНГ ПО КАТЕГОРИЯМ  
  Главная страница

 
Новости образования и науки     [ все новости ]


11.01.2018

Ученые ТПУ выращивают на титановых имплантатах нанотрубки для защиты костей от разрушения и транспортировки лекарств в организм

Ученые Томского политехнического университета и их зарубежные коллеги синтезируют на поверхности титановых имплантатов нанотрубки из диоксида титана, на которые наносят кальций-фосфатные покрытия, идентичные по своему составу человеческой кости. Благодаря таким покрытиям, во-первых, можно будет улучшить приживаемость костных имплантатов — нанотрубки за счет высоких значений удельной площади поверхности снизят нагрузку на имплантат, возникающую, когда человек двигается. А, во-вторых, в них можно будет загружать еще и различные лекарственные вещества, которые будут поступать в организм пациента, помогая ему бороться с теми или иными заболеваниями.


Исследование проводят ученые Инженерной школы ядерных технологий и Инженерной школы новых производственных технологий Томского политеха совместно с ведущими экспертами в области медицинского материаловедения из Университета Дуйсбург (Германия), Технологического института Карлсруэ (КИТ, Германия), Калифорнийского университета Риверсайда (США) и множеством других научных организаций.

Как отмечают авторы разработки, титан сегодня широко используется для изготовления имплантатов, но он значительно тверже костной ткани из-за разных значений упругости. При движении пациента титан забирает на себя больше механической нагрузки, чем кости, что может привести к разрушению костной ткани.

«Нанотрубки позволяют решить эту проблему. Они как будто растут на поверхности имплантата ровным слоем, это своеобразная граница между костью и титаном. Нанотрубки просто не позволяют титану взять на себя больше механической нагрузки, чем костная ткань. Кроме того, титан биоинертен, он слабо взаимодействует с биологическими структурами и жидкостями. Чтобы он лучше приживался, его поверхность нужно изменять. Для этого мы покрываем нанотрубки различными покрытиями, которые “маскируют” имплантат под костную ткань, и он приживается быстрее», — рассказывает аспирант Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Роман Чернозем.

Нанотрубки представляют собой полые цилиндры из диоксида титана длиной от нескольких десятков нанометров до 8-10 микрометров. Они равномерным слоем покрывают поверхность титанового имплантата. Также их можно синтезировать и на поверхностях других сплавов.

Чтобы организм пациента не отторгал модифицированные имплантаты, нанотрубки делают идентичными по своему составу человеческой кости, нанося на них покрытия из кальций-фосфата или гидроксиапатита. Кальций и фосфор, входящие в состав кальций-фосфата, — основа неорганической фазы костной ткани. Гидроксиапатит, тоже относящийся к классу кальций-фосфатов, является основной минеральной составляющей костей и зубов.

Покрытия наносятся на нанотрубки методом высокочастотного магнетронного распыления. «Мишень», материал-основу для роста покрытия, бомбардируют ионы инертного газа и буквально выбивают из нее необходимые ионы, атомы и так далее, которые осаждаются тонким слоем на поверхности нанотрубок. Благодаря этому, покрытия обладают высокой адгезионной прочностью, то есть прочнее присоединяются к титану.

Добавим, аспиранту ТПУ Роману Чернозему первым в России удалось повторить эксперимент британских коллег и нанести на нанотрубки методом высокочастотного магнетронного распыления покрытие из гидроксиапатита. Кроме этого, проведя исследование, ученые ТПУ и их коллеги впервые установили, что на нанотрубках с меньшим диаметром (менее 100 нанометров) формируются покрытия на основе гидроксиапатита, а если их диаметр при тех же условиях увеличить — образуется уже кальций-фосфатное покрытие.

Это открытие позволит в будущем применять нанотрубки в различных медицинских целях. Например, для доставки лекарств в организм пациента — нанотрубки полые внутри и идеально подходят для того, чтобы загружать в них лекарственные вещества, доставляя их в нужный участок организма вместе с имплантатом.

«Нанотрубки позволяют контролировать скорость доставки лекарственных средств в организм пациента. Если они покрыты аморфным кальций-фосфатом, такое покрытие растворяется и выпускает лекарство в организм быстрее — от недели до месяца. Но есть случаи, когда нужен пролонгированный эффект — например, чтобы лекарство постепенно поступало в организм в течение года. Тогда на нанотрубки диоксида титана можно наносить покрытия из гидроксиапатита, состав которого представляет собой структурно упорядоченные элементы. В таком случае скорость растворения покрытия станет ниже. В перспективе эта технология позволит подходить к лечению и реабилитации каждого пациента более персонифицировано, подбирая именно тот тип нанотрубок для имплантатов, который нужен в каждом конкретном случае», — объясняет научный руководитель проекта, начальник Центра технологий ТПУ Роман Сурменев.

Подробнее об исследовании можно прочитать в научной статье, опубликованной в журнале Applied Surface Science (IF 3, 387; Q1).

Источник: news.tpu.ru

 

   
   
   
Copyright © 2018 Национальный рейтинг университетов       |       Контакты разработка: web.finmarket

Rambler Top100