7.6. Нанотехнологии в травматологии и ортопедии

В последние годы появились новые методы регенерации костной ткани, основанные на применении наноматериалов. Подобные костные матрицы, содержащие коллаген и гиалуроновую кислоту, уже прошли клинические испытания на пациентах с дефектами костей, возникающими после травмы, удаления опухолей и спондилодеза. Клетки костной ткани также могут эффективно расти и пролиферировать на матрице и нанотрубках, поскольку последние не разрушаются и являются биологически инертными (Zanello et al., 2006). Также, недавно было предложено несколько новых методов регенерации хряща, в том числе после травматических повреждений коленного сустава. Нанотехнологии, как и клеточная терапия, рассматриваются как перспективные способы регенерации хряща. Тонкая структура электросшитой поли-L-лактидной матрицы представляет собой идеальную основу для формирования тканей, в частности, хряща. Имплантированные в такую матрицу клетки растут вдоль нановолокон, которые демонстрируют хорошую биосовместимость и, в то же время, являются биодеградируемыми (Boudriotetal., 2004).

Наноматериалы находят применение и в качестве покрытия конструкций для металлоостеосинтеза. В экспериментальных исследованиях показано, что покрытие титановых конструкций наноразмерными частицами фосфата кальция сопровождается лучшей остеоинтеграцией, чем при покрытии стандартным фосфатом кальция (Sato et al., 2008). Существует несколько способов нанесения наночастиц фосфата кальция на металлическую поверхность. В последние годы наиболее перспективными считаются методы электростатического распыления и электростатической самосборки. Метод электростатического распыления позволяет создавать пористые покрытия, которые имеют большую площадь поверхности для взаимодействия с белками, клетками и молекулами лекарственных препаратов (Huang et al., 2005). Костная матрица, содержащая наноразмерные волокна оксида алюминия, обеспечивала лучшую адгезию остеобластов, чем матрица на основе стандартных зерен данного материала (Price et al., 2003). Кроме того, в наноматрице отмечалась более высокая активность щелочной фосфатазы и более выраженное отложение кальция.

Серьезным осложнением открытых переломов является инфицирование тканей. Colon et al. (2006) установили, что наноструктурированная частицами оксида цинка и диоксида титана поверхность способствуют лучшей адгезии и функциональной активности остеобластов и, напротив, препятствуют адгезии патогенных бактерий, таких как Staphylococcus epidermidis.

<<< Назад | Читать дальше >>>

Нанотехнологии в биологии и медицине: современное состояние вопроса

Нанотехнологии в биологии и медицине. Коллективная монография под ред. чл.-корр. РАМН, проф. Е. В. Шляхто. 2009 г.