News image News image News image News image News image News image News image News image


Имплантаты с нанотекстурированной поверхностью
Нанотехнологии в медицине - Имплатнанты

имплантаты с нанотекстурированной поверхностью

Инженеры в области биомедицины постоянно работают над возможностью усовершенствования пластиковых, титановых и керамических биопротезов, но живые ткани организма иногда отторгают имплантаты. Инженеры из университетов Брауна и Пердью (Brown and Purdue Universities) пришли к выводу, что простое изменение поверхностной текстуры имплантатов может резко изменить характер покрытия их живыми клетками.

Проведенные исследователями эксперименты были сосредоточены на материалах, используемых в стентах (stent - эндопротез сосуда) - эластичных маленьких трубках, которые поддерживают открытыми некогда закупоренные артерии, - и в искусственных кровеносных сосудах. В настоящее время только около 30% имплантатов кровеносных сосудов малых диаметров (менее 6 мм) имеют срок службы более пяти лет, при этом более 20% стентов нуждаются в замене из-за уширения артериальных стенок вокруг них в результате процесса, названного рестенозом (это повторное сужение просвета какого-либо органа после его расширения оперативным путем). Как один из способов борьбы с этим недостатком несколько лет назад были использованы стенты c лекарственным покрытием, но окончательно проблема с уплотнениями в окружающих тканях не была решена.

Вместо использования химических методов противодействия ответным реакциям организма на такие инородные материалы Томас Уэбстер (Thomas Webster) и Карен Хаберштро (Karen Haberstroh) пошли по другому пути решения этой проблемы. Их идея состоит в том, чтобы изготавливать имплантаты из тех материалов, поверхность которых имеет физическую структуру, позволяющую им лучше вживляться в органические ткани.

Здоровые кровеносные сосуды имеют тонкую внутреннюю поверхностную ткань из особых клеток, называемую эндотелием, окруженную толстым слоем клеток гладкой мускулатуры, которые и составляют основу сосудистых стенок. Такие белки, как коллаген и эластин, составляют значительную часть этой внутренней оболочки и создают текстуру из правильных наноразмерных неровностей на внутренней поверхности кровеносных сосудов. Это совершено нехарактерно для большинства материалов, из которых изготавливаются имплантаты, обладающие текстурой на микроуровне, пусть и близкой к наноразмерной.

Когда исследователи изменили текстуру поверхности материала имплантата с тем, чтобы она в большей степени соответствовала рельефу эндотелия, они обнаружили, что клетки эндотелия быстрее приживались на инородной поверхности, эффективно маскируя её и опережая рост клеток гладкой мускулатуры на поверхности имплантата. Клетки эндотелия образовали единый твердый слой, и их деление на этом остановилось. Затем они перешли к накоплению белков коллагена и эластина.

В одном из экспериментов, опубликованном в журнале Tissue Engineering, Вебстер и Хаберштро, спрессовывая титановые частицы, диаметр которых составлял менее 1 мкм, создали титан с наноразмерной текстурой поверхности. При сравнении образцов наноструктурированого материала и обычного титана, на которые были высажены клеточные культуры, они обнаружили, что наноразмерная поверхность стимулирует рост клеток эндотелия. Когда клетки эндотелия покрыли всю поверхность материала, они образовали единый тонкий слой, который препятствовал процессу чрезмерного разрастания клеток гладкой мускулатуры, являющегося причиной повторного сужения стентованных артерий.

В ходе другого эксперимента, результаты которого были опубликованны в Journal of Biomedical Materials Research, спрессовывались частицы сополимера молочной и гликолевой кислот (polylactic-co-glycolic acid или PLGA), материала, разлагаемого микроорганизмами и часто используемого для изготовления трансплантатов кровеносных сосудов. Образованный таким образом материал имел гладкую поверхность, сплошь покрытую углублениями 100, 200 и 500 нанометров в диаметре. Поверхность с 200-нанометровыми углублениями энергично способствовала адсорбции и распространению фибронектина, белка, который помогает клеткам эндотелия быстро покрывать имплантат.

Уэбстер и Хаберштро уже рассматривают возможность проведения опытов с подобными наноструктурированными имплантатами на животных. Если на имплантатах, помещенных в организм, будут получены схожие результаты, то тогда становится возможным производство материалов, быстро приживающихся к кровеносным сосудам и вызывающих меньшее количество реакций отторжения со стороны иммунной системы.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Как превратить парниковые газы в чистое

News image

Трансформация парникового газа в полностью сгорающее топливо предлагает несколько преимуществ, одно из которых цена. Эта идея ле...

Прародитель нанотраков

News image

Наш сайт уже сообщая о проекте о передвижном образовательном комплексе Nano-Truck, а также об аналогичном (н...

«Нано» всех стран объединятся?

News image

Идея первого международного бизнес-инкубатора для «нано» обсуждалась недавно в Финляндии. В совещании участвовали специалисты из Ки...

Навигация и управление

News image

Компания Crossbow, специализирующаяся на разработке различных электронных устройств, выпустила систему навигации NAV420, которая позволяет управлять во...

Нанотехнологии в пламени свечи

News image

Углеродные наночастицы (CNP) являются побочным продуктом производства углеродных нанотрубок (CNT). Однако и они могут оказаться по...

Защита от биологического и химического о

News image

Нанокомпании уже несколько лет подряд совершенствуют системы защиты от химического и биологического оружия.Только 2002 году пр...

Устройство, работающее от солнечной энер

News image

Устройство из нанотрубок, питаемое только лишь энергией естественного солнечного света, способно превращать смесь углекислого газа и ...

Почему цвет наночастиц может зависеть о

News image

.В наномире изменяются многие механические, термодинамические и электрические характеристики вещества. Не являются исключением и их оп...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Ученые Северной Каролины разрабатывают гибкие антенны

Антенны не только для того, чтобы слушать радио. Они используются во всем, начиная с сотовых телефонов и заканчивая GPS. Исследование го...

Распыляемые фотоэлементы заряжают энергией практически

Громоздкие и дорогие фотоэлектрические панели уже в прошлом. Что готовит нам будущее? На целые здания, крыши и даже окна распыляются революционные че...

Бактерии приводят в движение крошечные наномеханизмы

Шестерни в миллион раз более массивные, чем бактерии , говорит главный исследователь Игорь Аронсон. Возможность использовать и контролировать эне...

В США поступил в продажу солнечный стол

Новости по теме: Мобильный телефон повысит рождаемостьВ Британии поступил в продажу сверхлегкий ноутбукВыпущен двухтерабайтный винчестер В Америке в продажу поступил солнечный ст...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.