Микрогальваническое сопряжение позволяет задавать терапевтический диапазон высвобождения ионов цинка, перестраивая иммунные каскады и способствуя регенеративному заживлению кости

Воспаление, обусловленное высвобождением ионов, и потеря костной ткани лежат в основе отказа металлических имплантатов. При проектировании сплавов микрогальваническое сопряжение позволяет электрохимически задавать дозу высвобождения жизненно важного элемента, чтобы модулировать иммунный ответ и способствовать регенеративному заживлению. На модельных сплавах показано, что мелкодисперсные частицы MgZn в сплаве Zn–0,8Mg служат расходуемыми анодами и подавляют растворение цинковой матрицы. Напротив, крупные фазы FeZn в сплаве Zn–0,8Fe формируют гальванический режим «большой катод — малый анод», повышая плотность анодного тока на два порядка. В результате имплантаты Zn–0,8Fe, помещённые в костный мозг, высвобождали избыточное количество цинка, вызывали массивное привлечение нейтрофилов и их провоспалительную поляризацию (3-и сутки), а также приводили к преобладанию макрофагов фенотипа M1 (14-е сутки). К 90-м суткам это сопровождалось слабым костеобразованием. Напротив, сплав Zn–0,8Mg высвобождал умеренное количество цинка, способствовал поляризации нейтрофилов в сторону регенеративного фенотипа и формированию микроокружения с преобладанием макрофагов фенотипа M2, благоприятного для остеогенеза и образования костной ткани, богатой коллагеном I типа. Полученные результаты обосновывают выбор состава при разработке биоразлагаемой цинковой системы внутренней фиксации для челюстно-лицевой хирургии и её последующем внедрении в клиническую практику.