В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 24 ноября 2014 года № 14.578.21.0086 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
- Разработан лабораторный регламент получения экспериментальных образцов ИЭО;
- Получены экспериментальные образцы ИЭО;
- Получены экспериментальные образцы имплантатов с покрытием;
- Изучена кинетика выхода бактерицидного элемента;
- Изучена кинетика выхода лекарственного препарата;
- Исследована биосовместимость и биоактивность материалов с лекарственными препаратами и биоактивным антибактериальным покрытием in vitro;
- Исследован бактериостатический эффект на комбинированных материалах с антибактериальным покрытием и лекарственным препаратом in vitro;
- Изготовлены титановые имплантаты для ортопедии (пластины для остеосинтеза трубчатых длинных костей) для осаждения покрытий.
ПРИ ЭТОМ БЫЛИ ПОЛУЧЕНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:
Разработан лабораторный получения имплантатов из титановых сплавов, модифицированных методом импульсной электроэрозионной обработки (ИЭО). Лабораторный регламент содержит подробное описание оборудования и методики подготовки экспериментальных образцов ИЭО.
Получены экспериментальные образцы ИЭО. Экспериментальные образцы имплантатов из титанового сплава ВТ1-0 модифицированы методом ИЭО в среде аргона при использовании спеченного электрода системы Ti-10%Ca3(PO4)2 (ЭММ 1СП А) и СВС- электродных материалов в системах Ti-С-10%Ca3(PO4)2 (ЭММ 1), Ti-С-10%Ca3(PO4)2-10%Ag (ЭММ 4), Ti-С-10%Со-10%Ca3(PO4)2-10%Ag (ЭММ 5), Ti-С-20%Со-10%Ca3(PO4)2-10%Ag (ЭММ 6). Экспериментальные образцы ИЭО изготовлены в соответствии с Лабораторным регламентом получения имплантатов из титановых сплавов, модифицированных методом импульсной электроэрозионной обработки, №
Получены экспериментальные образцы имплантатов с покрытием TiCaPCON-Ag методами (1) одновременного распыления композиционной СВС-мишени TiC0.5-Са3(РО4)2 и распыления металлической мишени Ag с помощью дополнительного ионного источника и (2) методом ионной имплантации Ag в предварительно сформированное покрытие TiCaPCON. Экспериментальные образцы имплантатов с покрытием изготовлены в соответствии с лабораторным регламентов получения экспериментальных образцов имплантатов с покрытием № 01-11301237-2015 от 16.12.2015 и пригодны для проведения дальнейших комплексных исследований свойств.
Изучена кинетика выхода бактерицидного элемента. Установлено, что кинетика выхода ионов бактерицидного агента (серебра, бора) с поверхности материала определяется рядом факторов: концентрацией элемента на поверхности, наличием и плотностью распределения наночастиц на поверхности, шероховатостью подложки. Полученные результаты свидетельствуют о том, что путем выбора оптимальной концентрации бактерицидного агента, типа его агломерации и шероховатости поверхности можно регулировать процесс выхода ионов Ag/B в биологическую среду.
Изучена кинетика выхода лекарственного препарата (аугментина, гентамицина) с поверхности покрытий ИЭО/ TiCaPCON-(Ag) и СЛС/TiCaPCON-(Ag). Показано, что создание рельефа на поверхности Ti подложки приводит к замедленному выходу антибиотика. Наибольшее время высвобождения антибиотика было достигнуто для системы СЛС/TiCaPCON-Ag/Гентамицин (48 часов).
В ФБГУ РОНЦ им. Блохина, являющемся соисполнителем проекта, исследована биосовместимость и биоактивность материалов с лекарственными препаратами и биоактивным антибактериальным покрытием in vitro. Разработана программа и методика исследовательских испытаний экспериментальных образцов имплантатов для комплексного анализа их биосовместимости и биоактивности. Исследование пролиферации клеток остеобластов показало, что образцы, полученные методом селективного лазерного спекания и покрытые пленкой TiCaPCON и TiCaPCONAg были биосовместимы.
Экспериментальные образцы также были проанализированы на биоактивность с использованием теста определения активности раннего маркера остеогенной дифференцировки — щелочной фосфатазы. Клетки МС3Т3-Е1 активно дифференцировались на образцах, модифицированных методом селективного лазерного спекания (CЛС) и покрытых пленкой TiCaPCON и TiCaPCONAg, данные образцы были биоактивны.
В ГНЦ ПМБ, являющемся соисполнителем проекта, исследован бактериостатический эффект на комбинированных материалах с антибактериальным покрытием и лекарственным препаратом in vitro. Наибольший бактерицидный эффект наблюдался на образцах содержащих гентамицин в отношении клеток E.coli — рост бактерий подавлялся практически полностью. Клетки S.aureus показали большую устойчивость к гентамицину. Концентрация Гентамицина 4 мг/мл приводила к уменьшению числа бактерий на 2 порядка. Для клеток S.aureus обнаружен синергетический эффект от одновременного антибактериального воздействия гентамицина и серебра (снижение выживаемости бактерий на 3 порядка).
Индустриальным партнером выполнено изготовление титановых имплантаты для ортопедии (пластины для остеосинтеза трубчатых длинных костей) для осаждения покрытий.
