Наномедицина: ставропольские ученые разработали способ создания наноразмерных силикатов биометаллов

Ученые Северо-Кавказского федерального университета разработали способ создания наноразмерных силикатов биометаллов. Их стабилизировали незаменимой аминокислотой L-лизином.

Как отметил ректор СКФУ Дмитрий Беспалов, данная запатентованная технология открывает большие возможности в самых разных областях: медицине, строительной отрасли, пищевой промышленности, а также производстве люминофоров.

Разработка принадлежит учёным кафедры физики и технологии наноструктур и материалов СКФУ. Новый способ позволяет получить сырьё, которое имеет уникальные биологические свойства и возможность длительного хранения.

Наноразмерные силикаты биометаллов — это соли кремниевых кислот одно- и двухвалентных металлов, таких как кальций, цинк, магний, кобальт, железо, марганец и другие, которые обладают высокой биологической активностью. Они могут служить источником эссенциальных (незаменимых) микроэлементов в биологически активных добавках, укреплять мышечные и костные ткани организма. Кроме того, их используют, чтобы создавать матрицы для имплантологии, которыми замещают поврежденные участки костных тканей. Находят они свое применение при создании люминофоров, проводников, а также в легкой промышленности и строительной отрасли.

Сейчас силикаты одно- и двухвалентных металлов получают химическими и физическими методами в присутствии различных катализаторов. Особенность физического метода с применением высокотехнологического оборудования в том, что для этого требуются значительные энергозатраты при низком объеме готового продукта. При этом многие химические методы не отличаются гибкостью получения силикатов двухвалентных металлов, в частности, кобальта и цинка, «страдает» также чистота готового продукта.

Способ, разработанный учёными СКФУ, позволит обеспечить производство достаточных объемов сырья в промышленных масштабах заданного качества.

«Разработанные силикаты биометаллов в наноразмерном состоянии обладают уникальными свойствами — повышается их биологическая, антибактериальная, остеогенная и анионогенная активность, что положительно влияет на процесс заживления и восстановления костной ткани», — поясняет доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов СКФУ Анастасия Блинова.

Если говорить об имплантологии, то для создания надежного и в то же время биосовместимого покрытия имплантата важно использовать наноразмерные структуры, которые входят в состав костей человека. Один из таких компонентов — аминокислота L-лизин. Поэтому ученые остановили свой выбор на этом веществе — оно участвует в укреплении костей и отвечает за адсорбцию кальция, тем самым влияет на прочность тканей, а значит, имплант лучше приживается в организме.

Сейчас исследователи изучают токсикологические характеристики наноразмерных силикатов биометаллов и их биосовместимость с организмом.

Себестоимость разработки гораздо ниже аналогов — благодаря наноразмерам рабочие концентрации используемых компонентов гораздо меньше при той же высокой эффективности.

В вузе отметили, что разработкой уже заинтересовались стоматологические клиники, которые специализируются на имплантации зубов. Кроме регенеративной медицины, также технология может использоваться при производстве пищевых добавок, создания огнеупорных материалов в строительстве, в микроэлектронике.

Группа ученых СКФУ запатентовала технологию («Способ получения наноразмерных силикатов биометаллов, стабилизированных незаменимой аминокислотой L-лизином»).

Исследование выполнено при финансовой поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации.