ПОВЫШЕНИЕ БИОСОВМЕСТИМОСТИ 3D ПЕЧАТНЫХ ТИТАНОВЫХ ИМПЛАНТАТОВ ПУТЕМ МИКРОПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ГИДРОКСИАПАТИТА

Аннотация

Растущий спрос на долговечные и биологически функциональные ортопедические имплантаты стимулирует разработку методов модификации поверхности, способных улучшать интеграцию с тканями и одновременно снижать бактериальную колонизацию. В настоящем исследовании пористые каркасы из сплава Ti6Al4V, изготовленные методом аддитивного производства, были функционализированы гидроксиапатитом (ГАП) с использованием роботизированного микроплазменного напыления. Их биологические свойства оценивали в сравнении с поверхностью Ti6Al4V после газоабразивной обработки. Морфологию поверхности и элементный состав исследовали методом сканирующей электронной микроскопии в сочетании с энергодисперсионным рентгеновским анализом (SEM–EDX). Цитосовместимость оценивали с использованием мезенхимальных стволовых клеток костного мозга крысы, при этом метаболическую активность клеток определяли с помощью теста Alamar Blue. Антибактериальные свойства покрытий исследовали в отношении Escherichia coli. Нанесение ГАП существенно изменило характер взаимодействия титановой поверхности как с клетками млекопитающих, так и с бактериальными клетками. Каркасы с ГАП-покрытием обеспечивали более высокую метаболическую активность МСК и более выраженную клеточную адгезию по сравнению с контрольными образцами Ti6Al4V без покрытия; увеличение показателя жизнеспособности клеток составило 56%. Одновременно наблюдалось подавление пролиферации E. coli: через 15 часов инкубации рост бактерий был приблизительно на 30% ниже. Полученные результаты показывают, что нанесение ГАП методом микроплазменного напыления позволяет придать аддитивно изготовленным титановым каркасам благоприятное сочетание цитосовместимости и устойчивости к бактериальному росту. Таким образом, сочетание аддитивного производства и контролируемой плазменной модификации поверхности представляет собой перспективный подход к созданию пористых титановых имплантатов с улучшенными биологическими характеристиками.