Покрытие костного трансплантата неорганическим соединением, содержащимся в костной ткани и зубах, может существенно повысить вероятность успешной имплантации – к такому выводу пришли исследователи из Penn State.
Природные костные трансплантаты должны быть стерилизованы и обработаны химическими веществами и подвергнуты радиации до имплантации в тело, чтобы гарантировать, что никакие болезни не передадутся через трансплантат. Человеческие кости имеют шероховатую поверхность. Однако, как только трансплантат стерилизуют, поверхность изменяется и не подходит для стимулирования формирования костной ткани в организме.
«Мы создали метод подготовки поверхности костной ткани, подвергшейся обработке и подготовили поверхность кости так, что она теперь почти настолько же остеогенна, как и необработанные кости, а это значит, что она работает почти так же хорошо, как и кость, которая вообще не была обработана», — сказал Генри Дж. Донахью, профессор ортопедии и реабилитации из лаборатории Майкла и Миртл Бейкер медицинского колледжа Penn State. „В этом и заключается смысл проведенной нами работы“.
Донахью, который также является ассистентом кафедры биологии в институте Гека и Элейна Лойзелл, младший научный сотрудник лаборатории ортопедии и реабилитации в медицинском колледже Penn State, совместно с Ахлеш Лахтакиа, профессором инженерных наук и механики в лаборатории Чарльза Годфри Байндера. Они разработали способ создания шероховатой поверхности на костных трансплантатах, который похож на текстуру на поверхность необработанной кости. Это сходство способствует заживлению кости.
Исследователи обнаружили, что путем покрытия кости неорганическим соединением гидроксиаппатитом, используя физическое осаждение из паровой фазы, они могут точно имитировать шероховатую поверхность необработанной кости.
Чтобы найти оптимальную толщину гидроксиаппатита, Донахью и Лойзелл стерилизовали образцы трансплантата в своей лаборатории в медицинском центре Hershey. После стерилизации образцы были переданы в университет, где физическим осаждением из паровой фазы были нанесены слои различного количества гидроксиаппатита на трансплантаты. Затем образцы были возвращены в Hershey для их проверки исследователями Донахью и Лойзелл.
Исследователи увидели, что оптимальная толщина гидроксиаппатита была в середине образца, который они проверяли. Если покрытие гидроксиаппатита было не достаточно толстым, или его не было, трансплантируемый имплантат работал, но не врастал настолько же хорошо, как если наносилось несколько дополнительных нанометров слоя на поверхность. Если слой гидроксиаппатита был слишком толстым, пересаженный имплантат снова работал, но не врастал настолько же хорошо, насколько это возможно по результатам проведенных исследований.
„Я думал, что достаточно будет нанести покрытие на костную ткань не более пары сотен нанометров толщиной. Как оказалось, необходимая толщина слоя намного меньше“, — сказал Лахтакиа.
...
