Сотрудники РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина создали костный цемент, включающий антибиотик и антибактериальное средство. В его состав входят наночастицы серебра и натуральные компоненты. Разработанный в России препарат способен высвобождать антибиотик в 10 раз эффективнее, чем существующие импортные аналоги, что открывает перспективы для его использования в качестве отечественной альтернативы зарубежным средствам. Исследования проводились при финансовой поддержке Российского научного фонда.
«Акриловые костные цементы – распространенный и универсальный медицинский материал, применяемый в различных видах операций на костях. Особенно часто их используют в малоинвазивных процедурах, например, при вертебропластике и кифопластике. Введение костного цемента в деформированные позвонки позволяет восстановить их объем, после чего он застывает и стабилизирует позвонок. Кроме того, они используются в артропластике – операциях на суставах, таких как замена тазобедренного, коленного или плечевого сустава на имплант, обычно изготовленный из сложного сплава. Костный цемент выполняет функцию клея, обеспечивая фиксацию импланта к кости.
При открытых хирургических вмешательствах, например, при артропластике, затруднительно исключить проникновение микроорганизмов в зону операции. Для профилактики инфекции после хирургического вмешательства обычно назначают антибиотикотерапию. Одним из способов является пероральный прием антибиотиков, однако он малоэффективен, поскольку лекарственное средство воздействует на весь организм, а не на пораженный участок. Поэтому хирурги и ортопеды все чаще стали включать антибиотики непосредственно в костный цемент, чтобы обеспечить локальное воздействие.
«Однако добавление антибиотика в цемент сопряжено с определенными трудностями. Прежде всего, введение инородного вещества негативно влияет на механическую прочность цемента. Кроме того, следует учитывать, что костный цемент, в сущности, представляет собой полиметилметакрилат, известный также как оргстекло. Это биоинертный и плотный материал, который удерживает значительную часть добавленного антибиотика в своей структуре. Высвобождение происходит преимущественно из поверхностного слоя, что требует от врачей увеличения массы добавляемого антибиотика для достижения желаемого эффекта и, как следствие, усугубляет снижение механической стабильности», — отметил К.А. Чередниченко.
Измененная структура разработанного цемента способствует более интенсивному высвобождению антибиотика. Наночастицы серебра, обладающие дополнительной антибактериальной активностью, эффективны против инфекций, включая устойчивые бактерии и биопленки. Результаты исследований показывают, что их совместное воздействие с антибиотиком значительно уменьшает вероятность возникновения послеоперационных инфекций.
Материалом служат традиционные акриловые полимеры, дополненные наноматериалами – фибриллярной целлюлозой, содержащей наночастицы серебра. Создание первого отечественного костного цемента с двойным антимикробным действием (антибиотик + наносеребро) стало новым этапом проекта, запущенного Губкинским университетом в 2020 году. На первом этапе, в сотрудничестве с учеными из России, Бразилии и Казахстана, был разработан антибактериальный материал на основе наносеребра для покрытий и дезинфекции. Новый костный цемент успешно прошел лабораторные испытания.
Новость создана при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации