Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ионная обработка сделает имплантаты «невидимыми» для иммунитета
Даже самые качественные имплантаты, невзирая на расположение протеза и цель его эксплуатации, вызывают ответ иммунной системы, известный как реакция на инородное тело. В результате вокруг имплантата образуется плотная капсула из соединительной ткани, развивается хроническое воспаление, а иногда — инфекции. По данным исследований, до 30% осложнений после имплантации связаны именно с этой проблемой. Чтобы избежать этого, пациентам назначают специальное лечение, «усыпляющее» иммунитет, чтобы он не реагировал на имплантат. Однако это чревато ослаблением организма и большей подверженностью вирусным заболеваниям. Ученые Пермского Политеха и Уро РАН разработали метод обработки имплантатов ионным пучком, который делает материал протеза «невидимым» для иммунитета. По результатам тестов это позволило снизить концентрацию воспалительных клеток в 5-12 раз.
Статья опубликована в журнале Material, Design and Biological Studies of Bones & Implants. Исследование профинансировано правительством Пермского края.
Современная медицина активно использует имплантаты для замены поврежденных тканей и восстановления функций организма. Среди самых распространенных — искусственные суставы (например, тазобедренные и коленные), кардиостимуляторы, зубные имплантаты, грудные и сосудистые протезы, а также сетки для лечения грыж.
Когда в организм попадает искусственный имплантат, его поверхность мгновенно покрывается слоем естественных белков из окружающих тканей. Контактируя с искусственным материалом, они слегка меняют свою природную структуру, подстраиваясь под чужеродную поверхность. Это становится своеобразным «сигналом тревоги» для иммунной системы.
Специальные клетки-стражи (макрофаги и нейтрофилы) распознают такие клетки и запускают цепную реакцию защиты. Организм воспринимает имплантат как угрозу и начинает «атаку». Так возникает воспаление, а вокруг инородного тела формируется плотная капсула из соединительной ткани. Это универсальный механизм защиты, который срабатывает при контакте с любым искусственным материалом, будь то медицинская сталь, пластик, керамика или полиуретан.
Традиционные методы, позволяющие избежать воспаления, имеют побочные эффекты. Наиболее частый пример – иммуносупрессивная терапия. Это лечение, которое временно «усыпляет» иммунитет, чтобы он не атаковал собственный организм и пересаженные инородные тела. Проблема в том, что вместе с этим человек становится уязвимым к инфекциям. Именно поэтому ученые всего мира ищут способы обмануть систему, создавая «невидимые» для иммунитета материалы, которые будут восприниматься как «свои».
Ученые ПНИПУ предложили покрывать поверхность имплантатов высокоэнергетическими ионами азота. Под воздействием такой обработки структура материала меняется: на поверхности образуются особые микроскопические молекулярные структуры. Они действуют как «крючки», к которым прочно прикрепляются белки организма. В результате иммунные клетки не видят имплантат как что-то чужеродное и не пытаются его атаковать.
Несмотря на то, что метод подойдет под протез из любого материала, для проверки эффективности использовали образцы из полиуретана, поскольку он хорошо обрабатывается ионной плазмой. Такой тип имплантатов чаще всего применяют в сердечно-сосудистой хирургии (искусственные клапаны, сосудистые стенты), урологии (катетеры), травматологии (мягкие протезы) и даже в косметологии (филлеры).
– Мы провели эксперименты на лабораторных мышах, имплантировав им обработанные и необработанные полиуретановые диски. Через 1 и 5 месяцев изучили реакцию тканей, измерили толщину соединительнотканной капсулы вокруг имплантатов. Затем подсчитали количество иммунных клеток, которые указывают на воспаление, – рассказывает Валерий Литвинов, старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук.
Результаты подтвердили, что обработанные ионом имплантаты вызывали значительно меньшую реакцию. Толщина фиброзной капсулы вокруг обработанных имплантатов была в 2–4 раза меньше, чем у необработанных. Концентрация воспалительных клеток при этом снизилась в 5–12 раз. Выявили оптимальную доза облучения — около 10¹⁵ ионов/см². Более интенсивная обработка может повредить поверхность и снизить эффект.
Ученые также отмечают, что имплантат необходимо вживлять сразу после обработки, чтобы достичь максимального эффекта. При длительном хранении активность поверхности снижается, поэтому важно минимизировать время между обработкой и операцией.
Исследование ученых Пермского Политеха и Уро РАН позволит увеличить срок службы имплантатов, снизить риск развитие осложнений для пациентов. Уже сейчас технология может быть применена в кардиологии, ортопедии и пластической хирургии, а в перспективе – быть адаптирована для других биосовместимых материалов.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.
Термояд начнет вырабатывать электричество через 20 лет — так говорили с 1950-х, но этого все так и не происходит. Почему? В чем принципиальные сложности на этом пути? Чего добивается «Росатом» в проекте ИТЭР и почему параллельно уже начал работу по российскому термоядерному реактору ТРТ? Руководитель проектного офиса по управляемому термоядерному синтезу «Наука и инновации» госкорпорации «Росатом» Андрей Аникеев ответил на наши вопросы.
Экзопланета K2-18 b недавно прославилась благодаря обнаружению в ее атмосфере гипотетических продуктов жизнедеятельности фитопланктона. В это трудно поверить, в том числе потому, что ее родительская звезда — красный карлик, а такие звезды известны своими экстремальными вспышками. Новые наблюдения показали, что K2-18 отличается необычным спокойствием.
По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.
Недавно интернет взорвался заголовками: «Симуляция Вселенной невозможна», «Новое исследование полностью опровергает теорию симуляции». Поводом стала статья, авторы которой вознамерились доказать, что мы не живем внутри компьютера. Naked Science объясняет, что не так с этой новостью и можно ли на самом деле доказать, что «матрицы не существует».
Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.
Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.
По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.
В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно