p Cientistas da Tomsk Polytechnic University (TPU), juntamente com colegas da Siberian State Medical University (SSMU) e da Immanuel Kant Baltic Federal University (IKBFU), estudaram as propriedades dos revestimentos de fosfato de cálcio depositados em implantes de titânio em vários ambientes de gases inertes. Os pesquisadores conseguiram descobrir que o uso do xenônio afeta positivamente o aspecto físico-químico, propriedades mecânicas e biológicas dos revestimentos usados ​​em cirurgia oral e maxilofacial, ortopedia e traumatologia. Além disso, nenhuma pesquisa abrangente relacionada ao impacto dos gases de trabalho em superfícies foi realizada antes. Os resultados da pesquisa são publicados em Materiais Biomédicos . p "Nossa equipe de pesquisa está envolvida em materiais biomédicos. No entanto, o contexto da universidade de engenharia não implica a presença de pesquisadores médicos internos. É por isso que cooperamos com os pesquisadores do SSMU e do IKBFU obtendo todas as competências exigidas. Esta colaboração permite não só obter os resultados em forma de artigos acadêmicos, mas também para resolver os problemas da medicina do mundo real. Afinal, a aplicação prática de nossas soluções tecnológicas sem especialistas médicos é simplesmente impossível.

p A longo prazo, nossa cooperação tem um objetivo desafiador - tornar Tomsk um centro de desenvolvimento e aplicação de novos materiais e tecnologias médicas. Como engenheiros, podemos propor novas idéias técnicas e materiais e eles, como pesquisadores médicos, pode colocar essas idéias na prática médica.

p Esta conjunção de universidades técnicas e médicas nos ajudará a elevar a qualidade do tratamento do paciente e reduzir o tempo de tratamento, "Sergei Tverdokhlebov, Chefe do Laboratório TPU para Sistemas Híbridos de Plasma, diz.

p Os revestimentos de fosfato de cálcio de até 1 μm de espessura foram depositados no substrato de titânio por deposição por pulverização catódica de alvos de hidroxiapatita no gás de trabalho. Usualmente, um gás inerte argônio é usado para esses fins. Contudo, os cientistas da TPU estudaram não apenas o efeito do argônio, mas também fizeram experiências com neon, criptônio e xenônio nos revestimentos. Então, os cientistas estudaram físico-química, propriedades mecânicas e biológicas dos materiais biomédicos obtidos. Os pesquisadores do TPU trabalharam na formulação do revestimento, morfologia, propriedades mecânicas, incluindo adesão e composição química, enquanto a equipe do SSMU e do IKBFU conduzia a pesquisa celular.

p “Os revestimentos de fosfato de cálcio não são estudados apenas em nossa universidade. Suas propriedades são exaustivamente estudadas e os cientistas trabalham para seu aprimoramento. Nosso trabalho conjunto de pesquisa teve como objetivo obter novos resultados nesta direção e pesquisar o impacto de diferentes gases inertes nos revestimentos. nossa parte do trabalho de pesquisa, descobrimos que, dependendo de um gás específico, a morfologia do revestimento, a proporção de cálcio para fósforo difere e as propriedades mecânicas variam. Por exemplo, os revestimentos formados com xenônio mostram melhor adesão, que uma propriedade que impede o revestimento de descascar muito rapidamente da superfície. Os resultados obtidos com o uso de tecnologias celulares nos surpreenderam, pois neste caso o xenônio também se mostrou melhor, "Anna Kozelskaya, Bolsista de pesquisa do TPU Weinberg Research Center, um dos autores do artigo, diz.

p Células-tronco mesenquimais isoladas do tecido adiposo do doador foram utilizadas para pesquisas celulares. Essas células podem se transformar em vários tipos de células, incluindo adiposo, osso, cartilagem, provavelmente, células musculares e nervosas. A pesquisa celular incluiu o teste de viabilidade celular, cultura de células in vitro e expressão gênica. Neste trabalho de pesquisa, era necessário verificar se os revestimentos estimulavam a transição das células-tronco mesenquimais para as células do tecido ósseo.

p “Os resultados foram bastante interessantes. Os gases inertes são considerados substâncias bastante inertes com propriedades semelhantes. eles afetam diferentemente as propriedades físico-químicas dos revestimentos de fosfato de cálcio formados. Por sua vez, causa diferentes respostas celulares a partir de sua ativação gênica que, em última análise, leva à transição das células-tronco para os osteoblastos.

p Xenon, conhecido como um gás para fins anestésicos na medicina, mostrou a resposta celular mais favorável. Se os resultados forem confirmados por testes em animais e ensaios clínicos, podemos falar sobre a implementação da tecnologia para produzir um painel de implante estendido usado na bioengenharia de tecido ósseo, "Igor Khlusov, Professor do Departamento de Morfologia e Patologia Geral da SSMU, acrescenta.

p Ao mesmo tempo, os cientistas admitem que o xenônio é um gás inerte bastante caro. Contudo, os revestimentos formados com ele podem ser combinados com revestimentos de fosfato de cálcio mais espessos com uma estrutura cristalina. Permitirá a redução de gastos com gás e a obtenção de revestimentos com propriedades aprimoradas. O fato é que os revestimentos formados com xenônio obtêm estrutura inteiramente amorfa. Ajuda a estimular a formação óssea nas primeiras semanas após a inserção do implante. O cálcio e o fósforo responsáveis ​​pela formação do tecido ósseo são bem liberados desse revestimento. Deste modo, esses revestimentos finos se decompõem muito rapidamente, descobrindo o implante.

p “Propomos aplicar tal revestimento acima de revestimentos de fosfato de cálcio com estrutura cristalina. podemos obter outro efeito positivo:uma camada amorfa se decomporá durante as primeiras duas a quatro semanas, proporcionando uma liberação máxima de cálcio e fosfato. Então, as camadas inferiores proporcionarão uma liberação ainda mais longa dos elementos, o que contribuirá para um processo prolongado. A combinação de tais revestimentos será a próxima etapa de nosso trabalho de pesquisa, "Anna Kozelskaya explica.