Поверхностная инженерия биоматериалов для ортопедических и стоматологических имплантатов: стратегии улучшения остеоинтеграции, бактериостатической и бактерицидной активности

Введение: Эффективность биомедицинских имплантатов в ортопедии и стоматологии обычно ограничивается недостаточной интеграцией имплантата с костной тканью и инфекциями, связанными с имплантатами. Биоинтерфейсы играют ключевую роль в регуляции взаимодействия биоматериалов с биологической средой и определяют их желательные свойства. Поверхностная инженерия широко изучается как средство более точного управления взаимодействием на границе раздела и дальнейшего улучшения требуемых свойств биоматериалов.

Цель и область обзора: Изучить стратегии нанесения поверхностных покрытий для применения в тканях опорно-двигательной системы и решения проблем недостаточной остеоинтеграции и инфекций, связанных с имплантатами.

Обзор: Вначале рассмотрены поверхностные покрытия, повышающие остеоинтеграцию и биосовместимость имплантатов, с акцентом на покрытия на основе фосфатов кальция, наномасштабных соединений TiO₂, биоактивного тантала и покрытия с включенными биомолекулами. Обсуждаются различные стратегии нанесения покрытий, включая плазменное напыление, биомиметическое осаждение, электрохимическое анодирование и LENS. Затем рассмотрены методы создания антиадгезивных и бактерицидных поверхностей, при этом особое внимание уделено многофункциональным покрытиям, сочетающим потенциальные остеоинтеграционные и антибактериальные свойства. Представляют интерес также эффекты нанорельефа поверхности, формируемого покрытиями из TiO₂, на антибактериальную активность. Кроме того, подробно рассмотрено интеллектуальное покрытие из нанотрубок диоксида титана, реагирующее на бактерии [22].

Выводы: Современная тенденция заключается в разработке многофункциональных поверхностных покрытий, сочетающих остеогенную и антимикробную активность. Для получения иерархических многоуровневых структур с более выраженной биофункционализацией методы поверхностной инженерии обычно комбинируют.