Антистафилококковая активность титановых 3D-имплантатов с магнийсодержащим многокомпонентным покрытием

Введение. Благодаря своим превосходным характеристикам титан на протяжении десятилетий успешно используют в качестве искусственных имплантатов в ортопедической хирургии. Однако любое хирургическое вмешательство, связанное с установкой имплантата, имеет риск развития имплантатассоциированной инфекции (ИАИ), возбудителями которой более чем в половине случаев являются стафилококки. Цель исследования — оценка антибактериальной, антибиопленочной активности и цитосовместимости многокомпонентного покрытия с оксидами магния и серебра на поверхности 3D-образцов титана. Материалы и методы. Комплекс MgO-AgO-MgO наносили на 3D-образцы медицинского титана. Элементный анализ проведен с помощью сканирующего электронного микроскопа ТМ 4000 Plus. Для выявления антибактериальной активности в отношении S. aureus образцы сутки инкубировали совместно с бактериями. Биопленки S. aureus формировали путем погружения тестируемых образцов в питательную среду с бактериями. После суточной инкубации образцы промывали, помещали в УЗ-мойку, а затем выполняли посев соникационной жидкости методом секторных посевов. Цитосовместимость покрытия оценивали на культуре эукариотических клеток линии Vero. Результаты. Элементный анализ и картирование подтвердили равномерное распределение оксидов на поверхности 3D-образцов титана. Разработанное покрытие характеризовалось антибактериальной активностью против S. aureus в течение трех суток. Установлено, что комплекс MgO-AgO-MgO обеспечивал эффективное препятствие адгезии S. aureus и формированию микробной пленки, в то время как на контрольных образцах регистрировали образование биопленки стафилококками. Однако анализ цитосовместимости полученных 3D-образцов показал отсутствие жизнеспособных клеток после 72 ч инкубации в среде с экстрактом из образцов титана с покрытием. Обсуждение. Разработанный комплекс MgO-AgO-MgO несмотря на снижение антибактериальных свойств на четвертые сутки значимо предупреждал микробную адгезию на поверхность образов, что обеспечивало защиту имплантата от образования микробной биопленки. Выявленная цитотоксичность комплекса, по-видимому, обусловлена значительной активацией реакций перекисного окисления липидов, которая и вызвала подавление жизнеспособности эукариотических клеток. Заключение. Покрытие MgO-AgO-MgO предупреждает возможность первичного взаимодействия возбудителя и абиотической поверхности, что является одним из основных факторов в профилактике развития ИАИ и её рецидивов после ревизионных операций с заменой имплантата. Однако высокий уровень цитотоксичности требует дальнейшей модификации техники нанесения покрытия и его состава.