Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина совершили прорыв в медицине, представив первый отечественный костный цемент с уникальным двойным антимикробным действием. Материал содержит антибиотик и антибактериальный агент на наночастицах серебра, демонстрируя впечатляющую способность высвобождать до 10 раз больше антибиотика, чем импортные аналоги. Этот прогресс открывает перспективы для уверенной замены зарубежных аналогов. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
Применение костных цементов в медицине
«Акриловые костные цементы — это универсальный медицинский инструмент, широко востребованный в хирургии. Они незаменимы при малоинвазивных операциях, таких как вертебропластика и кифопластика, для восстановления деформированных позвонков. Цемент вводится, застывает и стабилизирует позвонок. Также они применяются в артропластике при замене суставов – тазобедренных, коленных или плечевых. Здесь материал бесценен как клей, фиксирующий металлический имплант между суставными поверхностями», — пояснил старший научный сотрудник кафедры физической и коллоидной химии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина Кирилл Алексеевич Чередниченко.
Борьба с инфекциями: проблемы и решения
При открытых операциях, отмечает ученый, существует риск проникновения микроорганизмов в зону вмешательства. Стандартная терапия антибиотиками, принимаемыми перорально, недостаточно эффективна из-за общего воздействия на организм. Поэтому хирурги давно интегрируют антибиотики прямо в костный цемент для прицельного эффекта.
Ограничения традиционных антибиотиковых цементов
«Однако введение антибиотика в цемент создает трудности, — отмечает Чередниченко. — Во-первых, ухудшается его механическая стабильность. Во-вторых, костный цемент по сути — плотный полимер (полиметилметакрилат), инертный материал, который "запечатывает" основную часть добавленного антибиотика внутри себя. Свободно выходит лишь небольшое количество из поверхностного слоя. Это вынуждает врачей увеличивать концентрацию антибиотика, что еще сильнее ослабляет конструкционные свойства материала».
Прорывная технология с двойной защитой
Инновационная разработка Губкинского университета решает эти проблемы! Благодаря модифицированной структуре цемент гарантирует значительное усиление высвобождения антибиотика. Наночастицы серебра дополнительно обеспечивают мощную защиту, эффективно подавляя устойчивые бактерии и их биопленки. Исследования подтверждают: синергия компонентов существенно снижает риск послеоперационных инфекций.
Состав и перспективы инновационного материала
Основу нового цемента формируют традиционные акриловые полимеры, усиленные фибриллярной целлюлозой и наночастицами серебра на специальном носителе для максимальной антибактериальной активности. Разработка первого в России цемента с двойным антимикробным действием — это яркий этап проекта, стартовавшего в Губкинском университете в 2020 году. Ранее совместно с учеными России, Бразилии и Казахстана был создан антибактериальный материал на наносеребре для покрытий. Новый костный цемент уже успешно прошел лабораторные испытания.
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Источник: scientificrussia.ru
