Lāzerstrukturētas titāna virsmas antibakteriāliem lietojumiem

Medicīniskie titāna implanti ir kļuvuši par neatņemamu mūsdienu medicīnas sastāvdaļu – tos izmanto ortopēdijā, zobārstniecībā un citās jomās. Tomēr viena no galvenajām problēmām pēc implanta ievietošanas ir baktēriju kolonizācija uz tā virsmas. Mikroorganismi var pieķerties implantam, veidot bioplēves un izraisīt infekcijas, kas sarežģī ārstēšanu un dažkārt pat prasa implanta izņemšanu.

Projekts LASANTi piedāvā inovatīvu risinājumu šai problēmai – īpašu titāna implantu virsmas apstrādes tehnoloģiju, kuras pamatā ir nanosekunžu lāzerapstrāde. Ar precīzu lāzera impulsu palīdzību uz titāna virsmas tiek veidotas īpašas mikro- un nanostruktūras. Šīs struktūras būtiski maina virsmas īpašības, vienlaikus radot arī izmaiņas materiāla ķīmiskajā sastāvā.

Šādas strukturētas virsmas iedarbojas uz baktērijām gan fizikālā, gan ķīmiskā līmenī. Lāzerapstrādes laikā uz titāna implanta virsmas veidojas mikro- un nanostruktūras, kas mehāniski apgrūtina mikroorganismu spēju pieķerties materiālam. Vienlaikus virsmas apstrāde izraisa arī ķīmiskā sastāva izmaiņas, tostarp veidojas titāna dioksīda slānis. Šo faktoru kombinācija samazina baktēriju adhēziju un kavē bioplēvju veidošanos. Svarīgi, ka šis efekts tiek panākts bez papildu ķīmisku pārklājumu vai antibiotiku izmantošanas, izmantojot tikai kontrolētas virsmas struktūras un lāzera inducētas ķīmiskās izmaiņas.

LASANTi demonstrē, kā modernās lāzertehnoloģijas un materiālzinātne var palīdzēt radīt drošākus medicīniskos implantus, samazinot infekciju risku un uzlabojot pacientu ārstēšanas rezultātus. Tehnoloģija tiek eksperimentāli pārbaudīta sadarbībā ar Rīgas Stradiņa universitāti.

Projekta komanda

• Asoc. prof., Dr. phys. Pāvels Onufrijevs (RTU)
• Asoc. prof. Ingus Skadiņš (RSU)
• Dr. sc. ing. Līga Orlova (RTU)
• Mg. Kaspars Ozols (RTU)
• Bc. ing. Cristhian Cobas Montero (RTU)
• Bc. ing. Eva Helēna Petrova (RTU)
• Mg. Artūrs Plūdons (RTU)
• Jānis Vespers (RSU)
• Anastasija Dovbenko (RSU)