Институт Косметологии НГМУ
 


РиП
© 2006 - 2014
Архив

г. Новосибирск,

Главный корпус НГМУ,
3 этаж, правое крыло

Тел/факс: +7(383)
Мы работаем с 9-00 до 18-00

Центр медицинской косметологии (Институт косметологии) ГБОУ ВПО НГМУ Минздравсоцразвития России

Раздел:Архив / Тезисы за июль 2007 г.

Никелид-титановые имплантаты с антибактериальными свойствами

В реконструктивной хирургии в настоящее время широко применяются различные конструкции из никелида титана. Для того чтобы имплантант выполнял не только опорную или фиксирующие функции, но и оказывал антимикробное действие на окружающие ткани необходимо придать ему антибактериальные свойства путем «пришивания» антибиотик.
Материал и методы.
Нанесение лекарств на поверхность происходит за счет возникновения химических связей между функциональными группами лекарства и подложки. Поэтому перед нанесением антибиотика необходимо активировать имплантанта путем формирования на его поверхности активных функциональных групп.
В качестве способа нанесения оксидного слоя на титан и его сплавы нами выбрано анодное электрохимическое окисление. Преимуществом метода является его относительная дешевизна и возможность варьирования толщины оксидной пленки, ее морфологии, что может существенно влиять на адсорбционную емкость по антибиотику и прочностные характеристики оксидного покрытия.
Анодное окисление TiNi проволоки (марка ТН1-Э, диаметром 0,12 мм) проводили в гальваностатическом режиме на потенциостате ПИ-50-1. Проволока, предварительно обезжиренная в спирте в ультразвуковой мойке, анодно поляризовалась в 1М КОН при различных значениях тока и времени.
Морфология оксида изучалась с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM-T20 при увеличении х1500.
Результаты.
Из хронопотенциометрических измерений следует, что при плотностях тока ниже 100А/м2 за времена порядка нескольких часов заметного образования оксида титана на поверхности исследуемой проволоки не происходит. Увеличение плотности тока приводит к ее окислению согласно уравнению реакции:Ti + 2xOH- = TiOx + xH2O + 2x e-, о чем свидетельствует изменение равновесного потенциала рабочего электрода (титановой проволоки) после отключения тока.
Нами проведено электрохимическое окисление проволоки при различных режимах. Согласно электронно-микроскопическим снимкам, возрастание тока и времени окисления приводят к образованию более рыхлого слоя оксида, что должно увеличивать адсорбционную емкость.
Иммобилизация Цефобола на поверхность имплантата. Анализ Цефабола и определение его концентрации в изотоническом растворе проводили спектрофотометрически на спектрофотометре Specord UV VIS (Германия) в ультрафиолетовой области, регистрируя спектр вещества при длине волны от 232 до 256нм. Максимум поглощения Цефалобола в спектре наблюдался при l=237-240 нм. Коэффициент экстинкции, рассчитанный из калибровочной прямой, составил 37,3 (концентрация антибиотика выражена в мг/мл).
Величина адсорбции Цефабола на проволоках рассчитывалась по разности количества Цефабола до, и после завершения процесса адсорбции и выражалась в мг антибиотика на 1 г образца.
Выбор метода иммобилизации.
1. Ковалентное связывание.
Поскольку молекула Цефабола содержит аминогруппу, то для ковалентного связывания был выбран глутаровый диальдегид (ГА). Образец №1 (6 мг) обрабатывали 10 мл 12,5%-ным изотонического раствора ГА в течение 50 мин при 0оС. После обработки промывали 2 раза изотоническим раствором. Затем на обработанном таким образом образце проводили адсорбцию 5 мл изотонического раствора Цефабола в течение 5 часов при 18-20оС, начальная концентрация антибиотика составила 0,12 мг/мл. После адсорбции проводили восстановление образовавшихся связей - оснований Шиффа 10 мл 20 мМ боргидрида натрия в течение 30 мин при 0оС.
Величину адсробции на образце №1 оценили в 0,7 мг/г.
2. Поперечная сшивка ГА
На образце №2 (13 мг) сначала проводили адсорбцию Цефабола в следующих условиях: объем раствора 5мл; начальная концентрация антибиотика 0,12 мг/мл; температура 18-20оС, продолжительность адсорбции 6 час. Затем адсорбированные молекулы Цефабола сшивали 10 мл 2,5%-ным раствором глутарового альдегида в течение 30 мин при 18-20оС. Образовавшиеся в процессе сшивки основания Шиффа восстанавливали 10 мл 20 мМ боргидрида натрия в течение 20 мин при 0оС.
Величину адсорбции на образце №2 оценили в 1,1 мг/г.

3. Адсорбция.
Адсорбцию Цефабола на образце №3 (4 мг) проводили из 5 мл изотонического раствора антибиотика с начальной концентрацией 0,12 мг/мл в течение 6 час при 18-20оС.
Величину адсорбции на образце №3 оценили в 3,8 мг/г.
На основании испытаний биологической активности был выбран метод адсорбции.
Выбор условий модификации проволок.
Условия адсорбции на образцах № 5, 6, 7, 8 были одинаковыми: 5 мл изотонического раствора антибиотика с начальной концентрацией 1,8 мг/мл при 18-20оС.

Таким образом, оптимальный способ нанесения антибиотика на никелид-титановые имплантаты: анодное окисление силой тока 600 мА в течение 1,5 часов и вид иммобилизации – адсорбция (Таблица 1).
Имплантаты из никелид-титановой проволоки с иммобилизированным на них антибиотиком могут применяться в инфицированных мягких и костных тканях.
Применение имплантатов с заданными антибактериальными свойствами в реконструктивной хирургии может способствовать снижению количества раневых осложнений.

В.А.Зотов, О.В.Востриков, Н.Е.Ким, А.П.Немудрый //Новосибирская государственная медицинская академия, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, институт катализа им. Борескова СО РАН



 

 

"