Бактериальная инфекция возникает в 1-4% случаев после планового хирургического вмешательства при установке имплантатов, а при сложных переломах вероятность её возникновения достигает 30%. При возникновении инфекции зачастую требуется повторное хирургическое вмешательство. В более лёгких случаях проводится терапия антибиотиками, при этом организм пациента подвергается колоссальному стрессу. При таком лечении патогенные бактерии очень быстро вырабатывают устойчивость к антибиотикам, а у многих людей появляется тяжёлая аллергия на медицинские препараты.
Учёные из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» совместно с коллегами из Чехии и США разработали имплантационный материал с наночастицами металлов, который эффективно подавляет рост и распространение патогенных бактерий, не оказывая при этом угнетающего действия на клетки иммунной системы – лимфоциты. В матрицу, которой является биосовместимое керамическое покрытие TiCaPCON (титан-кальций-фосфор-углерод-кислород-азот), имплантировали ионы платины и железа. В результате на поверхности образуются наночастицы металлов размером в несколько нанометров.
Между наночастицами и керамической матрицей образуется разность потенциалов порядка 60 мВ. При контакте с поверхностью материала мембрана бактерии может быть разрушена. После стерилизации имплантата с покрытием под ультрафиолетовым излучением происходит генерация большого количества свободных радикалов, которые приводят к гибели бактерий. В ходе экспериментов за 8-12 часов погибло 98% бактерий, в том числе золотистый и эпидермальный стафилококк, кишечная палочка и клебсиеллы пневмонии. Теперь учёные собрались испытать полученные образцы на живых организмах.