Медицинская Техника / Медицинская техника №1, 2025 / с. 49-53

Биоактивные покрытия с антибактериальным эффектом для внутреннего остеосинтеза

А.И. Козельская, С.И. Горенинский, К.Н. Верзунова, Е.В. Дорожко, О.В. Бакина, М.А. Булдаков, Е.Л. Чойнзонов, Л.К. Брижань, А.А. Керимов, И.В. Хоминец, Н.И. Нелин, Д.В. Давыдов, С.И. Твердохлебов

Аннотация

Представлены результаты исследований экспериментальных образцов с биоактивными покрытиями, изготовленными методом микродугового оксидирования с последующим нанесением композитного покрытия на основе биорезорбируемого полимера (хитозана) с фармпрепаратом (повидон-йод, октенидина дигидрохлорид). Показано, что исследованные образцы в разной степени подавляли жизнедеятельность госпитальных штаммов микроорганизмов. Продемонстрировано, что тестируемые образцы не обладают выраженными токсическими свойствами по отношению к мезенхимальным стволовым клеткам человека и способны индуцировать в них процесс остеогенной дифференцировки. По результатам всего комплекса исследований предложены оптимальные типы покрытий титановых внутрикостных имплантатов с антибактериальными свойствами для клинической апробации в ГВКГ им. Н.Н. Бурденко Минобороны России.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Анна Ивановна Козельская, канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник, Научно-образовательный центр Б.П. Вейнберга, Инженерная школа ядерных технологий, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Томск,

Семен Игоревич Горенинский, канд. техн. наук, ст. научный сотрудник, Научный центр трансляционной медицины, АНОО ВО «Научно-технологический университет «Сириус», федеральная территория «Сириус», научный сотрудник, Центр аддитивных технологий общего доступа, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»,

Ксения Николаевна Верзунова, аспирант 4-го года, Инженерная школа ядерных технологий,

Елена Владимировна Дорожко, канд. хим. наук, доцент, отделение химической инженерии, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»,

Ольга Владимировна Бакина, д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория нанобиоинженерии, ФГБУН «Институт физики прочности и материаловедения» Сибирского отделения РАН,

Михаил Александрович Булдаков, канд. биолог. наук, ст. научный сотрудник,

Евгений Лхамацыренович Чойнзонов, академик РАН, д-р мед. наук, профессор, врио директора, Научно-исследовательский институт онкологии, ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр» РАН, г. Томск,

Леонид Карлович Брижань, д-р мед. наук, профессор, зам. начальника по научно-исследовательской работе, ФГБУ «Главный военный клинический госпиталь им. акад. Н.Н. Бурденко» Министерства обороны РФ, зам. главного травматолога Вооруженных Сил РФ, профессор, кафедра травматологии и ортопедии, ФГБУ «Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения РФ,

Артур Асланович Керимов, канд. мед. наук, начальник,

Игорь Владимирович Хоминец, канд. мед. наук, начальник операционного отделения, центр травматологии и ортопедии,

Николай Иванович Нелин, д-р мед. наук, начальник центра (научно-исследовательский испытательный),врач-консультант травматолог-ортопед, ФГБУ «Главный военный клинический госпиталь им. акад. Н.Н. Бурденко» Министерства обороны РФ,

Денис Владимирович Давыдов, д-р мед. наук, профессор, начальник, ФГБУ «Главный военный клинический госпиталь им. акад. Н.Н. Бурденко» Министерства обороны РФ, профессор, кафедра хирургии неотложных состояний, ФГВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны РФ, профессор, кафедра травматологии и ортопедии, Российский университет дружбы народов, г. Москва,

Сергей Иванович Твердохлебов, канд. физ.-мат. наук, доцент, Научно-образовательный центр Б.П. Вейнберга, Инженерная школа ядерных технологий, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Томск,

e-mail: tverd@tpu.ru

Список литературы

1. Военно-полевая хирургия. Национальное руководство / Под ред. И.М. Самохвалова. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2024. 1056 с.

2. Керимов А.А., Беседин В.Д., Найда Д.А. и др. Последовательное применение физических и ортобиологических методов лечения обширных огнестрельных ран: клинический случай // Кафедра травматологии и ортопедии. 2023. № 4 (54). С. 70-75.

3. Лычагин А.В., Грицюк А.А., Арсомаков А.З. и др. Особенно- сти современных огнестрельных ранений: хирургическая тактика при повторных ранениях // Кафедра травматологии и ортопедии. 2023. № 2 (52). С. 56-61.

4. Friedman N.D., Temkin E., Carmeli Y. The negative impact of antibiotic resistance // Clin. Microbiol. Infect. 2016. Vol. 22. № 5. РP. 416-422.

5. Akshaya S., Rowlo P.K., Dukle A., Nathanael A.J. Antibacterial Coatings for Titanium Implants: Recent Trends and Future Perspectives. // Antibiotics (Basel). 2022. № 11 (12). P. 1719.

6. Невежина А.В., Фадеева Т.В. Антимикробный потенциал йодсодержащих веществ и материалов // Acta Biomedica Scientifica. 2023. Т. 8. № 5. С. 36-49.

7. Gupta N., Sarkar C., Saha S. Biodegradable Polymers – Carriers for Drug Delivery / In: Saha S., Sarkar C. (eds) Biodegradable Polymers and Their Emerging Applications. Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials. – Singapore: Springer, 2023. 263 p.

8. Manna S., Seth A., Gupta P. et al. Chitosan Derivatives as Carriers for Drug Delivery and Biomedical Applications // ACS Biomater. Sci. Eng. 2023. Vol. 9. PP. 2181-2202.

9. Chitosan for Biomaterials IV / Jayakumar R., Prabaharan M. eds. – Cham: Springer International Publishing, 2021. 467 p.

10. Kozelskaya A.I., Verzunova K.N., Akimchenko I.O. et al. Antibacterial Calcium Phosphate Coatings for Biomedical Applications Fabricated via Micro-Arc Oxidation // Biomimetics. 2023. Vol. 8. № 5. P. 444.

11. Kozelskaya A.I., Fruh A., Rutkowski S. et al. Antibacterial double-layer calcium phosphate/chitosan composite coating on metal implants for tissue engineering // Colloids Surfaces A: Physicochem. Eng. Asp. 2025. Vol. 705. P. 135652.

12. Sarih N.M., Gwee K., Maher S. et al. Natural Rubber (NR) Latex Films with Antimicrobial Properties for Stethoscope Diaphragm Covers // Materials (Basel). 2022. Vol. 15. № 10. P. 3433.

13. Upadhyay A., Chen C.H., Yin H. et al. Inactivation of Listeria monocytogenes, Salmonella spp. and Escherichia coli O157:H7 on cantaloupes by octenidine dihydrochloride // Food Microbiol. 2016. Vol. 58. PP. 121-127.

14. Francis M.P., Sachs P.C., Elmore L.W. et al. Isolating adipose- derived mesenchymal stem cells from lipoaspirate blood and saline fraction // Organogenesis. 2010. Vol. 6. № 1. PP. 11-14.

15. Kozelskaya A.I., Rutkowski S., Frueh J. et al. Surface Modification of Additively Fabricated Titanium-Based Implants by Means of Bioactive Micro-Arc Oxidation Coatings for Bone Replacement // J. Funct. Biomater. 2022. Vol. 13. № 4. P. 285.

16. Jiang B.L., Wang Y.M. Plasma electrolytic oxidation treatment of aluminium and titanium alloys / In: Surface Engineering of Light Alloys. – Elsevier, 2010. PP. 110-154.

17. Kaseem M., Fatimah S., Nashrah N. et al. Recent progress in surface modification of metals coated by plasma electrolytic oxidation: Principle, structure, and performance // Prog. Mater. Sci. 2021. Vol. 117. P. 100735.