Иридий, как платина, серебро и золото ─ из благородных металлов. Их отличительная особенность ─ биологическая инертность. То есть организм их не отторгает. Новосибирские химики решили покрыть плёнкой благородных металлов импланты, чтобы улучшить их свойства.

«Мы предложили материал, который состоит из двух компонентов. Первый – толстое покрытие из благородного металла ─ платины или иридия. Они обладают высокой биосовместимостью. А за антибактериальные свойства будут отвечать наночастицы золота», ─ рассказывает старший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Евгения Викулова.

Металлсодержащую жидкость учёные преобразовывают в твёрдое вещество, чтобы после превратить в «облако». Оно окутывает имплант и оседает на его поверхности. Это ─ метод химического осаждения газовой фазы. Температура реакции невелика ─ меньше 300 градусов, а значит невысоки и энергозатраты.

Покрытие из благородных металлов улучшает такую характеристику импланта, как биосовместимость. А для того, чтобы придать изделию антибактериальные свойства, на его поверхность осаждают наночастицы золота.

Проблема биосовместимости имплантов особенно остро стоит в онкохирургии. У пациентов они хуже приживаются, часто процесс сопровождают осложнения. Именно поэтому так важно совершенствовать изделия. Разработанное покрытие учёные проверили в экспериментах на живых клетках и карликовых свиньях.

Заведующий отделом Новосибирского научно-исследовательского института патологии кровообращения им. академика Е. Н. Мешалкина Александр Жеравин рассказывает:

«Проверили эксперименты на токсические свойства новых покрытий, группа благородных металлов показал себя неплохо. В настоящее время проводим имплантацию крупным животным. Чувствуют себя хорошо».

Объёмы эндопротезирования в регионе растут. Так что развитие подобных технологий практикующие хирурги только приветствуют.

«Если наши коллеги, которые занимаются материаловедением, смогут улучшить качество покрытия, это будет прорывом. Это важное и очень востребованное направление», ─ подчеркнул директор Новосибирского НИИТО им. Я. Л. Цивьяна Андрей Корыткин.

Задач, которые предстоит решить исследователям, не на один год: оценить безопасность, эффективность, воспроизводимость технологии. Её перспективность они уже доказали. Теперь важен интерес со стороны инвесторов.

 

 

Светло-изумрудный порошок в руках химика Юлии Ерёминой - потенциальный противоопухолевый препарат. Зелёный оттенок веществу задаёт медь. Именно она, считают учёные, может составить конкуренцию платине - самому распространённому металлу в составе современных препаратов для химиотерапии. Несовершенство последней - серьёзные побочные эффектны: комплексы с платиной убивают не только опухолевые, но и здоровые клетки. В сравнении с ней медь - щадящий для человека металл.

«Наша группа занимается получением комплексов меди, которые являются эндогенными металлами. «Металлами жизни». Они присутствуют в человеческом организме, поэтому, мы предполагаем, что данные соединения будут наносить меньший вред организму человека», - рассказывает младший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Ксения Смирнова.

Соли меди работают в связке с так называемыми «органическими лигандами». По отдельности ни одно, ни другое вещество никак не вредит опухоли. Однако в «паре» - беспощадны к раковых клеткам.

«Есть предположения, что комплексы встраиваются в структуру ДНК опухолевой клетки. При этом это встраивание в структуру ДНК возможно за счёт органических лигандов, органических молекул. Разрушая структуру ДНК, они убивают клетку», - говорит старший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Елизавета Лидер.

Исследования проводят на нескольких типах клеток - карцинома гортани, аденокарцинома молочной железы. Учёные продолжают экспериментировать и с составом комплекса - в поисках максимально эффективных соединений меди и лиганда. Один из вариантов оказался в 30 раз более токсичным для раковых клеток по сравнению с широко распространённым препаратом платины.

Сейчас исследования идут на культурах клеток. Но уже были проведены первые эксперименты с участием лабораторных мышей. Результаты достаточно обнадёживающие. Учёные доказали, что препарат не обладает общей токсичностью.

Комплексы меди, считают учёные, имеют хорошие терапевтические перспективы. Результаты исследований в рамках гранта Российского научного фонда новосибирские химики готовы представить уже через 2 года.

 

 

Смартфоны, планшеты, ноутбуки, переносные электродрели, электромобили: огромное количество техники работает на литий-ионных аккумуляторах. Объём мирового рынка такого типа зарядных устройств составляет десятки миллиардов долларов и продолжает расти. Вслед за ним растёт и спрос на сырьё, тот же литий ─ дорогой и не самый распространённый в мире металл. Именно поэтому разные группы учёных ищут ему альтернативу.

На смену может прийти натрий ─ родственный литию металл со схожими химическими свойствами, один из самых распространённых в земной коре элементов. Стоит ─ в разы дешевле. Но есть нюанс. Важным компонентом любых аккумуляторов является углеродный материал. Так, в паре с литием работает графит. Однако натрий к нему не подходит. Как элементы разных мозаик они несопоставимы.

Научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Светлана Столярова пояснила: в графите между слоями есть пространство, в котором запасали литий, но с натрием так не получается. Связано это с его строением и большим размером.

Новосибирские химики нашли замену графиту, создали новый тип углеродного материала с наночастицами азота. Похож на сажу, с пористой как соты структурой. В них и накапливается натрий. Главная задача исследователей ─  сделать разработку конкурентной. Ёмкость аккумулятора не должна уступать литий-ионным аналогам, иначе ни одного инвестора новинка не заинтересует. И учёные добились этого.

Старший научный сотрудник лаборатории физикохимии наноматериалов Института неорганической химии СО РАН Юлия Федосеева сообщила, что разработчики достигли ёмкости, сопоставимые с литий-ионными аккумуляторами, ─ 300 миллиампер в час на один грамм.

Теперь время работы каждого образца тестируют на специальном стенде. Батарейки заряжают и разряжают сотни раз. Таким образом из разных модификаций аккумуляторов учёные выявляют самый ёмкий и долговечный. Предел пока не достигнут, говорят разработчики. Есть, что улучшать и дорабатывать.