Ученые ТПУ создали антибактериальные гели нового поколения для защиты имплантатов

 

Исследование направлено на снижение риска инфекций при хирургическом лечении и имплантации медицинских изделий. Разработанные гели способны не только подавлять рост патогенных бактерий, но и разрушать уже сформированные биопленки. В дальнейшем их планируется протестировать на 3D-печатных имплантатах. 

Специалисты Томского политехнического университета синтезировали новые антибактериальные гели на основе глубоких эвтектических растворителей (DES). Эти материалы рассматриваются как перспективные для применения в тканевой инженерии — в виде гелевых наполнителей, сорбентов для обработки ран и биоразлагаемых покрытий для имплантатов. Использование таких покрытий способно предотвратить образование биопленок и снизить вероятность инфекций в области имплантации, что потенциально уменьшает потребность в послеоперационной антибактериальной терапии. 

В качестве исходных компонентов для синтеза DES применялись молочная, гликолевая и винная кислоты, выполняющие роль доноров водородных связей. Совместно с аммониевыми солями они образуют устойчивые эвтектические смеси. Исследование термических и реологических свойств подтвердило стабильность полученных соединений и их пригодность для биомедицинского применения. 

На следующем этапе учёные изучили функциональные и биологические характеристики синтезированных материалов. Эксперименты показали, что полученные DES эффективно ингибируют рост бактерий, препятствуют образованию биопленок и способны разрушать уже сформированные структуры. Кроме того, было установлено, что такие соединения обладают меньшей цитотоксичностью по сравнению с исходными кислотами при воздействии на клетки соединительной ткани. 

На основе DES и водорастворимых полимеров, включая поливиниловый спирт и повидон, создан гель с регулируемыми свойствами. Изменяя соотношение полимерных компонентов, исследователи добились контроля степени растворимости и набухания материала, что позволяет варьировать продолжительность антибактериального действия и скорость его разложения в организме. 

Дополнительно проведён анализ физико-химических свойств эвтектогеля, включая параметры растворения, набухания и высвобождения активных веществ в буферных средах, имитирующих физиологические жидкости. 

Следующий этап работы предусматривает тестирование геля на поверхности 3D-печатных имплантатов из поликапролактона и гидроксиапатита. Основная цель — подтвердить отсутствие бактериальных колоний и биопленок после контакта с материалом. 

Проект реализуется при участии учёных лабораторий плазменных гибридных систем и научно-образовательных центров Б. П. Вейнберга и Н. М. Кижнера ТПУ. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда, а его результаты опубликованы в журнале Materials Letters. 
 
Автор: teleport3d.com  
© 2025 teleport3d.com