Zespół naukowców Politechniki Śląskiej opracował technologię otrzymywania powłok na powierzchni kostnych implantów dla zwierząt. Ma to pomóc zwierzętom w szybszym powrocie do zdrowia.
Technologia otrzymywania powłok na powierzchni kostnych implantów dla zwierząt powstała pod kierunkiem dr hab. inż. Alicji Kazek-Kęsik, prof. PŚ. Badaczka zastosowała m.in. tzw. plazmowe utlenianie anodowe. Dzięki temu można otrzymać porowatą powłokę ze związkami wapnia, fosforu czy krzemu na powierzchni implantów o różnym rozmiarze i kształcie. Powłoka sprzyja zrostowi implantu z tkanką kostną. Ponieważ zwierzęta są wymagającymi pacjentami, jest korzystnie, kiedy czas powrotu do ich aktywności będzie jak najkrótszy. W drugim projekcie – oba zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju – powstały długoterminowe implanty tytanowe z bioaktywną powłoką ceramiczną.
Rynek implantów dla zwierząt niezwykle szybko się rozwija. Implantacja materiałów do kości bywa nieraz bardzo problematyczna, co wynika z różnorodności budowy zwierząt oraz z występujących zapaleń. Obecnie poszukuje się materiałów, które przyspieszą zrost implantów z kością i będą zapobiegać kolonizacji bakterii. Uniknięcie ponownej reoperacji zwierząt jest niezwykle ważne, aby ograniczyć ich stres, leczenie i dać umożliwić jak najszybszego rozpoczęcia rehabilitacji. Opracowaliśmy sposób otrzymywania warstw zawierających lek, a sam proces ich uzyskiwania jest na tyle uniwersalny, że weterynarze mogliby sami decydować, który z dostępnych leków byłby odpowiedni dla pacjenta – wyjaśnia prof. A. Kazek-Kęsik, która na realizację zadań otrzymała 1,7 mln zł w ramach programu LIDER.
Innowacyjne powłoki powodują, że implant wszczepiany w organizm zwierzęcy jest znacznie lepiej tolerowany.
Dla nas lekarzy najważniejsze jest to, żeby „oszukać” organizm takim implantem. Tytan choć jest najbardziej neutralnym metalem dla organizmu to nadal jest dla niego ciałem obcym, którego chce się pozbyć a powłoki o których mowa powodują, że organizm nie widzi tego metalu i nie odrzuca implantu – zapewnia lekarz weterynarii Michał Stelmaszyk.
W opracowanych implantach do utworzenia biodegradowalnej warstwy zawierającej lek, wykorzystano polimery o znanej podatności na rozpad pod wpływem wody.
Wykorzystanie polimerów w medycynie jest obecnie bardzo szerokie. Polimery są stosowane w medycynie do produkcji sprzętu medycznego, aparatury oraz w charakterze biomateriałów, jak również w farmacji do produkcji opakowań na leki oraz jako składniki układów dostarczania leków zapewniające kontrolowane uwalnianie leku dopasowane do konkretnej terapii. W naszych implantach wykorzystujemy polibezwodniki – adypinowy (PADA) i sebacynowy (PSBA) oraz poliestry – kopolimery poli(laktyd-ko-glikolid) (PLGA). Właściwości wymienionych polimerów pozwoliły na uzyskanie kontrolowanego uwalniania antybiotyków — tłumaczy dr inż. Monika Śmiga-Matuszowicz z Katedry Fizykochemii i Technologii Polimerów PŚl.
Obecnie na Wydziale Chemicznym realizowany jest kolejny projekt badawczy, mający na celu otrzymanie powłok o charakterze bakteriostatycznym, zapobiegającym zapaleniom i zakażeniom wokół ran u zwierząt, które niestety czasem występują po wszczepieniu implantu do kości. Technologie są uniwersalne, więc pozwalają pokryć implanty specjalną powłoką o różnym kształcie i wielkości.
Tematyką związaną z modyfikacją powierzchni różnego rodzaju implantów metalowych zajmujemy się od ponad 40 lat, z czego ponad połowę tego czasu poświęciliśmy na funkcjonalizację powierzchni implantów tytanowych dedykowanych tkance kostnej. Dzięki współpracy z firmami produkującymi implanty tytanowe, zarówno dla ludzi, jak i dla zwierząt, jesteśmy w stanie odpowiadać na ich potrzeby – przyznaje prof. dr hab. inż. Wojciech Simka, kierownik Katedry Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii.
Jednym z rezultatów prowadzonych prac jest sprzedaż licencji firmie IWET, producentowi implantów dla zwierząt, który rozpoczął wytwarzanie bioaktywnych powłok na powierzchni implantów.
Dzięki patentowi stworzonemu przez naukowców Politechniki Śląskiej mamy możliwość wykonywania zaawansowanych powłok, nawet na implantach o bardzo skomplikowanych kształtach. Są one lepiej tolerowane przez organizm zwierzęcy. Do tej pory mieliśmy kilka wszczepień protez bionicznych, które zastępują kończynę zwierzęcia. Po użyciu tej powłoki nie mieliśmy żadnych problemów z odrzuceniem protezy czy z procesem gojenia – mówi Michał Sujet z firmy IWET.
Takie implanty mogą być wykorzystane przy skomplikowanych złamaniach, jeśli zwierzę ma nowotwór kości lub jest po wypadku komunikacyjnym, w wyniku którego doszło np. do urwania kończyny.
MK, źródło: PŚl
