Ученые из России разработали инновационные противоопухолевые имплантаты

Для борьбы с раком костей, опухоль удаляют хирургически и устанавливают титановый имплантат на место пораженной ткани. Затем проводится химиотерапия для предотвращения возвращения заболевания. Однако химиотерапевтические препараты могут вызывать много побочных эффектов, таких как слабость, выпадение волос, нарушения работы пищеварительной системы, почек и сердца. Для минимизации этих побочных эффектов ученые работают над созданием имплантатов, которые не только замещают пораженную ткань, но и способны доставлять лекарства напрямую в кость.

Екатерина Комарова, кандидат технических наук и научный сотрудник лаборатории физики наноструктурных биокомпозитов Института физики прочности и материаловедения СО РАН, сообщила о разработке "имплантатов, способных локализованно и контролируемо доставлять лекарственные препараты в костную ткань". В ходе исследований было установлено, что в покрытие можно внедрять не только противоопухолевые средства, но и другие лекарства, которые могут использоваться не только для лечения рака, но и в других областях, таких как травматология и зубное протезирование.

Ученые использовали кальций-фосфатный цемент как основу для создания имплантатов, которые могут точечно доставлять лекарственные препараты в костную ткань. Этот материал близок по химическому составу к естественной костной ткани и хорошо совместим с биологическими тканями. Его нанесли электрохимическим методом с ультразвуком на поверхность титановой пластины, которая имитировала используемый в клинической практике имплантат. Затем в пористое покрытие был введен раствор противоопухолевого препарата 5-фторурацила, который широко используется для лечения рака. После высыхания образцов лишняя жидкость испарилась, и действующее вещество осталось в порах кальций-фосфатного цемента.

После этого, исследователи нанесли еще один слой покрытия, который предназначался для регулирования скорости высвобождения препарата из пор, обеспечивая длительное лечебное воздействие. В качестве защитного слоя был выбран синтетический полимер, биосовместимый и биоразлагаемый, состоящий из молекул молочной и гликолевой кислот. Ученые отметили, что такой материал удобен тем, что он медленно разлагается в организме (от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от соотношения кислот в составе). Благодаря этому по мере его распада из ниже находящегося кальций-фосфатного слоя будет постепенно выделяться противоопухолевый препарат.
 
Научный сотрудник Института иммунологии и физиологии Уральского отделения РАН, Михаил Болков, отметил, что использование адресной доставки препаратов способствует снижению побочных эффектов и повышению эффективности лекарств.

Эти результаты исследования были опубликованы в журнале Materials Today Communications.