Zespół naukowców z Uniwersytetu Śląskiego oraz Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych Sieci Badawczej ŁUKASIEWICZ pod kierownictwem dr Mateusza Dulskiego podjął się niełatwego zadania mającego na celu funkcjonalizację powierzchni biomateriałów metalicznych powszechnie stosowanych w medycynie poprzez wytworzenie hybrydowych powłok o założonej strukturze molekularnej.

Dynamiczny rozwój inżynierii biomateriałów obserwowany w ostatnich kilkunastu latach prowadzi do opracowywania oraz wytwarzania coraz to nowszych materiałów o właściwościach predysponujących je do szerokiego spektrum zastosowań. W tym kontekście największe możliwości upatruje się w hybrydowych nieorganicznych materiałach syntetycznych.

Powszechnie stosowane stopy tytanu z niklem (NiTi) cechują dobre parametry mechaniczne, plastyczne i akceptowalna biokompatybilność, a wyróżnia je unikatowa właściwość – zjawisko pamięci kształtu. Ponadto ich właściwości biomechaniczne sprawiają, że bardziej niż inne materiały metaliczne nadają się do zespoleń kostnych. Jednak  na skutek długotrwałego oddziaływania z płynami ustrojowymi w warunkach in vivo, w wyniku korozji, mogą uwalniać się z ich powierzchni toksyczne jony niklu, prowadząc do powstania odczynów alergicznych. Funkcjonalizacja powierzchni materiałów poprzez wytwarzanie wielofunkcyjnych warstw ochronnych jest zatem kluczowym etapem na drodze otrzymania trwałych implantów kostnych.

Pierwotnie rozwijane przez nasz Zespół koncepcje bazowały na funkcjonalizacji powierzchni stopu NiTi tylko z wykorzystaniem biokompatybilnych apatytów, będących głównym składnikiem kości. Okazało się jednak, że otrzymane w ten sposób powłoki nie spełniały wszystkich dedykowanych im funkcji. Dlatego też apatyt połączyliśmy z krzemionką i nanosrebrem. Krzemionka stanowi matrycę dla samego apatytu, ale również wykazuje bardzo dobrą adhezję do metalicznego implantu, dzięki czemu uzyskujemy ciągłą warstwę ochronną. Dodatkowo zastosowanie w niewielkiej ilości nanonocząstek srebra stanowi barierę bakteriobójczą i nie wykazuje efektu cytotoksycznego dla komórek ludzkich fibroblastów i osteoblastów – mówi kierownik projektu dr Dulski.

W efekcie prowadzonych przez nasz Zespół prac badawczych otrzymaliśmy materiał wielofunkcyjny, który bardzo dobrze rokuje na przyszłość. Jego zastosowanie przyczyni się do szybszego łączenia złamań, a w efekcie do zwiększenia komfortu pacjenta i ograniczenia czasu leczenia. – podsumowuje dr Dulski.

Projekt pn.: „Opracowanie technologii wytwarzania oraz charakterystyka nieorganicznych materiałów kompozytowych i wielofunkcyjnych powłok złożonych na stopach NiTi” jest realizowany w ramach programu SONATA Narodowego Centrum Nauki.

Joanna Laskowska

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wpisz komentarz!
Wprowadź swoje imię

*