Он восстанавливает минеральный состав повреждённых тканей и эмали, а также стимулирует их регенерацию
Новая технология, разработанная в рамках гранта «УМНИК» Фонда содействия инновациям получения наноразмерного биомиметического гидроксиапатита, позволяет получать материал не только максимально схожий по составу с костной тканью человека и животных, но и с заданными скоростью разложения в организме и способностью стимулировать рост костной ткани.
Исследователи из института фармации, химии и биологии НИУ «БелГУ» создали технологию получения модифицированного гидроксиапатита, который имитирует структуру минерала, составляющего основу костей и зубов. Инновационный пломбировочный материал разработал студент 4 курса института фармации, химии и биологии Игорь Тарасов под руководством профессора кафедры общей химии, кандидата технических наук Михаила Трубицына и доцента кафедры общей химии Любови Фурда.
« Мы стремимся не просто создавать продукты, похожие на человеческие ткани, но и разрабатывать биомиметические материалы, максимально соответствующие структуре природных биоапатитов костной ткани человека и животных », – отметил профессор Трубицын.
Он подчеркнул, что новая технология имеет потенциал для применения в производстве биоактивных пломбировочных материалов, а также и в других областях стоматологии и хирургии.
По словам учёных, предложенный способ позволяет получать наноразмерный биомиметический гидроксиапатит, который восстанавливает минеральный состав повреждённых тканей и эмали, а также стимулирует их регенерацию.
При этом в зависимости от состояния пациента возможно регулировать остеоиндуктивность материала – его способность к образованию новой зубной и костной ткани. Также возможно варьировать степень растворимости гидроксиапатита в организме при контакте с межтканевыми жидкостями, изменяя молярное соотношение фторид-анионов к силикат-анионам от 0 до 2.
Предложенный учёными НИУ «БелГУ» биомиметический гидроксиапатит обладает однородной формой кристаллов с размером частиц от 5 до 60 нм и оптимальной биорезорбируемостью. Также инновационный материал является наиболее биосовместимой формой и для внутрибрюшинной инъекции. Исследователи упростили процесс синтеза гидроксиапатита и снизили его энергозатратность. В отличие от аналогов, разработка НИУ «БелГУ» не требует длительного поддержания температуры выше 40 °C.
Оптимизировав процесс гидролиза тетраэтоксисилана, учёные смогли добиться наилучшего замещения на силикат-анионы. Введение раствора гидроортофосфата аммония в разработанном способе происходит сразу после добавления фторида аммония, что предотвращает образование инертной примеси фторида кальция. Кроме того, в конечном продукте отсутствует оксид кальция, который может вызывать локальный избыток ионов кальция и приводить к образованию микротрещин при стоматологическом применении.
Инновационную разработку учёных НИУ «БелГУ» отличают ещё несколько особенностей. В качестве модифицирующего агента при синтезе биомиметического гидроксиапатита используется лимонная кислота, которая сдерживает рост и агрегацию кристаллов, предотвращая сращивание отдельных кристаллических частиц в более крупные структуры. Кроме того, точнее контролировать содержание фторид-анионов в конечном продукте позволяет применение фторида аммония (NH4F) в качестве источника фторид-анионов. Благодаря наличию фторид-ионов в инновационном продукте возможно управлять растворимостью (биорезорбируемостью) биомиметического гидроксиапатита и получать материал, пригодный для лечения различных групп пациентов.
В настоящее время уникальность и новизна разработки защищены патентом РФ, и промышленный партнёр вуза уже выпустил пробную партию наноразмерного биомиметического гидроксиапатита.
Источник: пресс-служба НИУ «БелГУ»
