Ученые РУДН улучшили титановые зубные импланты с помощью нанослоев графена
Для создания зубных имплантов используется титан. Он устойчив к коррозии, не опасен для тканей, не взаимодействует с тканями организма. Чтобы улучшить остеоинтеграцию (контакт импланта и зуба), на титановую поверхность «поселяют» клетки — фибробласты, остеобласты, хондроциты и стволовые клетки (мезенхимальные стромальные клетки), которые могут дифференцироваться (превращаться) в хрящевые и костные ткани. Ученые продолжают разрабатывать новые способы обработки поверхности титана, которые улучшили бы его взаимодействие с этими клетками.
«Для достижения хорошей остеоинтеграции необходимо использовать остеогенные клетки, например, остеобласты и мезенхимальные стромальные клетки. Первый этап взаимодействия клеток и имплантатов — это клеточная адгезия („прилипание“). Было доказано, что качество адгезии имеет решающее значение для способности клеток к размножению и дифференцировке. А дифференцировка мезенхимальных стромальных клеток может зависеть от поверхности титана», — кандидат физико-математических наук Екатерина Гостева, доцент базовой кафедры «Нанотехнологии и микросистемная техника» РУДН.
Группа физиков, биологов и медиков РУДН впервые предложила модифицировать поверхность титана с помощью графена, а также рассмотрела другие варианты — травление и анодирование. Первый способ — это химическое воздействие на титан. Второй — создание на поверхности металла оксидной пленки с помощью физического или электрохимического воздействия. Слои графена на титане создавали с помощью химического осаждения из газовой фазы — титановая подложка помещается в газ, который взаимодействуя с металлом производит на поверхности нужное соединение. Исследователи опробовали разные варианты подготовки титана, а затем вырастили на нем культуры стволовых клеток, чтобы найти самый эффективный способ.
Самая ярко выраженная структура поверхности титана оказалась у образца, который обрабатывали комбинированным способом — сначала травили в смеси соляной и серной кислот, а затем анодировали. С точки зрения клеточной адгезии самым эффективным оказался образец с графеновым покрытием — его создавали с помощью этанола, при температуре 950℃ в течение 35 минут.
«Образцы с анодированием и покрытием графеном при 50% содержании этанола с температурой осаждения 950 °C и 35 мин синтеза более благоприятны для адгезии, размножения и дальнейшей дифференцировки клеток по сравнению с другими образцами. Эти результаты — важный этап в разработке титановых имплантатов для доклинических исследований», — кандидат медицинских наук Александр Дымников, доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии РУДН.
Результаты опубликованы в журнале Biomimetics.
nauka-o-materialah_gosteva_implanty_illyustr_2021-10-18.png
В России проживают около 1 600 000 детей с подтверждённым синдромом дефицита внимания и гиперактивностью. Необходимая терапия не всегда доступна их семьям: из-за стоимости или отсутствия рядом специализированных центров. Преподаватели и учащиеся РУДН и АлтГУ разработали для таких детей специальное приложение, которое повышает внимательность и уменьшает тревожность с помощью метода цветовой фотостимуляции (ЦФС).
Проект по разработке клеточной модели плаценты стал победителем в номинации «Научные материалы» конкурса «Молодые учёные 3.0», организованного при поддержке Фонда президентских грантов и Т-Банка.
В институте экологии уже 5 лет существует студенческий научно-популярный турклуб, открытый при НСО GreenLab. При поддержке преподавателей студенты организуют самостоятельные экспедиции — научно-исследовательские походы с выполнением поставленной научной задачи, а также научно-популярные и образовательные поездки.