Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Пример сложного перелома с осколком (а.) и острым сколом (b.). В отличие от осколка, от скола невозможно полностью избавиться хирургическим путем.
Рисунок 2. Кальциевый гидроксиапатит – основной неорганический компонент костей и зубов. Также встречается в виде минералов (приведен на заднем плане). Часто его получают синтетическим путем. Хитин выделяют из панцирей разнообразных ракообразных, а крахмал – из ряда сельскохозяйственных культур (картофель, кукуруза, рис и т.д.).
Рисунок 3. Здесь приведены реакции получения хитозана и окисленного крахмала из природного хитина и крахмала соответственно.
Рисунок 4. Взаимодействие хитозана и окисленного крахмала с образованием основания Шиффа.
Рисунок 5. Биотесты с использованием клеток мышиного фибробласта проводились в инкубаторе на протяжении 1, 3 и 6 суток. Исследование проводилось при помощи метода флуоресцентной микроскопии с использованием красителей FDA – Fluorescein diacetate – флюоресцеин диацетат – окрашивающий живые клетки в зеленый свет (УФ) и PI – propidium iodide – пропидиум йодид – окрашивающий мертвые или поврежденные клетки в красный цвет (УФ). Полученные этим методом фотографии приведены слева (А, В и С). Со временем общее количество живых клеток растет (диаграмма D). Также проводилось сопоставление с образцом сравнения (те же клетки фибробласта в тех же условиях, но в отсутствие исследуемого костного клея). На диаграмме Е результаты по образцу сравнения обозначены светло-серым цветом. Как видно, по прошествии 6 дней количество живых клеток в образце с исследуемым материалом превышает их количество в образце сравнения. Таким образом, показана хорошая биосовместимость материала.

Лечим кости ... воском!

Ключевые слова:  биосовместимые материалы, медицина, хитозан

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

17 октября 2010

Коллектив ученых из Германии предлагает интересный и простой метод получения биоразлагаемого органогенного костного воска. Нередко переломы сопровождаются определенными осложнениями, такими как осколки костной ткани и сколы. В таких случаях требуется оперативное вмешательство, но даже оно не всегда способно помочь. При наличии острых сколов (пример подобного скола приведен на рисунке 1), часто возникают внутренние кровотечения. Для решения подобного рода проблем и используется костный воск. Он позволяет «затереть» острые края сколов и трещин, таким образом, механически предотвратить возможные кровотечения. Классический костный воск практически полностью состоит из пчелиного воска. Но, к сожалению, пчелиный воск не органогенный материал и вызывает отторжение, гипертрофированный ответ иммунной системы, воспалительные процессы и деградацию костной ткани. Таким образом, актуальным является разработка простого и доступного метода получения материала, обладающего положительными характеристиками для решения этой проблемы.

В качестве исходных компонентов были выбраны хитозан (деацетилированный хитин животного происхождения), окисленный крахмал, а также кальциевый гидроксиапатит. Объекты, в которых они встречаются, приведены на рисунке 2. На рисунке 3 приведены формулы и схема получения хитозана и окисленного крахмала. Эти полисахариды являются биоразлагаемыми и органогенными, а также обладают интересной особенностью. Во влажной среде при рН>7 аминогруппа хитозана и альдегидная группа окисленного крахмала образуют связи между собой с образованием т.н. основания Шиффа. Схема реакции приведена на рисунке 4. В то же время кальциевый гидроксиапатит является основным неорганическим компонентом костной ткани.

Получение материала проводили следующим образом. Частицы гидроксиапатита предварительно модифицировали 3-аминопропилтриэтоксисиланом (так, на поверхности появилась аминогруппа). Далее их обрабатывали поочередно 3% водным раствором окисленного крахмала и хитозана (по 9 раз каждым, внешний слой - хитозан). После этого часть порошка отделили и дополнительно обработали раствором окисленного крахмала. Обе части были высушены по отдельности и тщательно перемешаны в соотношении 1:1. Сухая смесь для создания костного клея готова. При добавлении воды получается гомогенная паста, частички которой со временем химически скрепляются между собой, а также с костной тканью (за счет ее аминогрупп), образуя сплошной материал. Так, возможно варьировать вязкость пасты, в зависимости от конкретных условий. Биотесты, проведенные с использованием мышиного фибробласта (клетки соединительной ткани) продемонстрировали прекрасную биосовместимость материала. Таким образом, полученный материал не является биотоксичным и может использоваться в качестве биосовместимого костного клея. Результаты тестов приведены на рисунке 5.

М.Погосова, химический факультет МГУ, на основе работы: A new biodegradable bone wax substitute with the potential to be used as a bone filling material. Опубликована в мае 2007 года в J. Materials Chemistry.


Источник: J. Mater. Chem.



Комментарии
Результат семинаров по статьям и обсуждения темы со студентами ФНМ и химического факультета МГУ. Подбор большинства статей для обсуждения - Лев Трусов (ФНМ МГУ).
Очень интересно! А как познакомиться поподробней и не на очень сложном уровне, чтобы понять.
Палии Наталия Алексеевна, 17 октября 2010 20:53 
А еще при переломах врачи советуют есть по-больше желе и яблок
Егоров Никита, 19 октября 2010 01:52 
А вот это уже просто классно!
Режабек Борис Георгиевич, 23 октября 2010 22:36 
...Биотесты, проведенные с использованием мышиного фибробласта...
Вообще-то фибробласт - это и есть клетка, так что желательно употребить множественное число
... мышинЫХ фибробластОВ
В России, конкретно - в Черноголовке, достигнуты результаты ничуть не хуже, и даже более интересные!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Личная жизнь атомов под пучком
Личная жизнь атомов под пучком

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

II Всероссийский химический диктант пройдет 18 мая 2019 года
В 2019 году периодическому закону Дмитрия Менделеева исполнится 150 лет! В честь великого открытия этот год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Одним из наиболее ярких событий, приуроченных к этому году, станет II Всероссийский химический диктант, который пройдет 18 мая и который в этом году выходит на международный уровень. Мероприятие было анонсировано в рамках церемонии открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.