Новости

Наноалмазное покрытие ортопедических имплантатов предупреждает воспаление вокруг металлических и полимерных материалов протезов. Результаты исследования имплантатов с наноалмазным покрытием опубликованы в журнале Acta Biomaterialia.

В современной травматологии прослеживается тенденция к применению имплантатов с максимальной износоустойчивостью и безопасностью. Ученые из Университета штата Алабама в Бирмингеме исследуют влияние наноалмазного покрытия на степень износоустойчивости протезов. Продуты износа протезов вызывают боль и ограничение подвижности. Это обусловлено действием макрофагов, клеток "чистильщиков" в человеческом организме, которые поглощают частицы металлических поверхностей имплантата и затем выделяют биологически активные вещества, вызывающие воспаление и его классические признаки: отек и боль. Хроническое воспаление приводит к разрушению окружающей кости и неустойчивости соединения, то есть требуется повторная операция. Наноалмазное покрытие остановливет износ металлических покрытий и образование металлических частиц, однако образуются мелкие наноалмазные частицы.

Американские ученые после исследований in vitro взаимодействия наноалмазных частичек с макрофагами, пришли к заключению: продукты износа обычного размера и в обычной концентрации не могут привести к воспалению и токсическим эффектам. В сравнении с традиционными металлическими и полимерными имплантатами, макрофаги, поглощающие частицы наноалмазов, секретируют меньше биологически активных соединений. В исследовании было изучено воздействие синтетических наноалмазов различных размеров (6, 60, 100, 250 и 500 нм), в различных концентрациях (0, 10, 50, 100, 200 микрограмм на миллилитр). Было обнаружено, что при концентрации менее 50 мкг/мл (именно такова их обычная концентрация в качестве продуктов износа искуственных суставных поверхностей), наноалмазы не оказывают токсического воздействия на макрофаги. При концентрации свыше 200 мкг/мл жизнеспособность макрофагов падала до 50 процентов, независимо от размера частиц. Также было обнаружено, при воздействии наноалмазных частиц снижалась экспрессия генов, ответственных за развитие воспаления: за образование ФНО-α фактора некроза опухоли-альфа, интерлейкин-1β, хемокин Ccl2 и фактора роста тромбоцитов.

«Наши результаты свидетельствуют в пользу того, что наноалмазы действительно нетоксичны для живых клеток», – комментирует доктор Виной Томас (Vinoy Thomas), научный сотрудник кафедры физики Колледжа искусств и наук (College of Arts & Sciences) UAB. «Предыдущие работы по суставным поверхностям с наноалмазным покрытием показали заметное снижение объема продуктов износа по сравнению с протезами первого поколения из сплава и полиэтилена, но работа по обеспечению гарантии их безопасности продолжается», – подводит итоги старший автор исследования Йогеш Вохра (Yogesh Vohra), Ph.D., директор Центра наноматериалов и биоинтеграции (Center for Nanoscale Materials and Biointegration) UAB. «Мы надеемся, что уменьшение объема износа и размера частиц, ожидаемое для алмазных суставов, станет их большим преимуществом перед обычными ортопедическими протезами».