Нанотрубки из диоксида титана – идеальные имплантаты
 Массив нанотрубок из диоксида титана. |
|
||||||||
Известно, что медицинские имплантаты могут вызывать воспаление в человеческом теле. А если дело касается лечения сосудов (стентирования), то здесь дело может дойти до тромбоза или даже рестеноза, т.е. повторного сужения, не смотря на оперативное вмешательство. Согласно статистике, подобные проблемы встречаются в 17 – 33% случаев (различные исследовательские группы дают на этот счет разные оценки).
«На пальцах» процесс выглядит следующим образом. Имплантация вызывает размножение эндотелиальных клеток («выстилающих» изнутри кровеносные сосуды), в результате чего для сохранения уже, казалось бы, вылеченного сосуда может потребоваться дополнительное вмешательство. Со временем размножившиеся клетки начинают «застревать» на поверхности имплантата. Рестеноз происходит, когда разрастаются гладкие мышечные клетки, окружающие слой эндотелиальных клеток; тромбоз вызывается непосредственно самими эндотелиальными клетками.
Решение этой проблемы существует. Достаточно лишь использовать специальные стенты (получившие название drug-eluting stent, т.е. стенты, выделяющие лекарство), блокирующие размножение эндотелиальных клеток и, соответственно, последующее развитие гладкой мышечной ткани. Происходит это за счет покрытия стенок стента специальным полимером, постепенно выделяющим лекарственное вещество. Однако, такой подход может вызвать тромбоз позже, когда препарат закончится. Статистика говорит, что неудача при использовании таких стентов происходит в 5% случаев, что заставляет снова возвращаться к научному поиску.
В идеале стент (имплантат) не должен препятствовать естественному кровообращению. И, похоже, команда ученых из University of California и Pennsylvania State University, предложила свой собственный перспективный метод, как при этом исключить рост гладкой мышечной ткани. Предложенным ими решением стало использование наноконструкций из диоксида титана.
Титан уже давно и достаточно широко используется в медицине благодаря своей биологической совместимости с человеческим организмом. При контакте с биологическими тканями, на поверхности титана образуется защитная оксидная пленка. Ученые ранее уже обращались и к наноконструкциям на основе этого металла: не так давно было показано, что весьма эффективным может быть покрытие стентов специальным составом, содержащим TiO2 нанотрубки.
Последние эксперименты американской группы показали, что стенты, целиком созданные на основе нанотрубок из диоксида титана, не препятствуют естественным процессам перемещений эндотелиальных клеток, «мешая» при этом размножению гладких мышечных клеток. Преимущество подхода в том, что подобные нанотрубки могут быть получены достаточно простым электрохимическим методом прямо на поверхности титана, причем методика допускает управление размерами произведенных структур (от 22 до 300 нм).
Полные результаты работы опубликованы в журнале Nano Letters. Следующим шагом группа планирует продолжить исследования нового типа стентов в естественной среде (в организмах животных).
Также по теме:
Источники: