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

 

Упорядоченные кристаллы поваренной соли
Упорядоченные кристаллы поваренной соли

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
А.А.Семенова
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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.