Исследователи из Технологического института Стивенса разработали поверхность с функцией самозащиты для искусственных суставов. Она выделяет нацеленные микродозы антибиотиков при приближении бактерий, потенциально снижая тяжесть инфекции. Группа, работавшая под руководством профессора Мэтью Либеры, покрыла поверхность имплантатов решеткой из микрогелей, сообщает eurekalert.org. Капли, толщиной в 100 раз меньше человеческого волоса, могут поглощать определенные антибиотики. Поведение микрогелей регулируется электрическими зарядами. Ток, генерируемый приближающимися бактериями, заставляет их выделять антибиотики, предотвращая развитие инфекции. Технология имеет серьезный коммерческий потенциал. Микрогели подходят для широкого спектра медицинских устройств, включая сердечные клапаны, каркасы для роста тканей и хирургические нити. Армия США, помогавшая финансировать исследование, заинтересована в использовании материала в полевых госпиталях, где инфекции возникают примерно у 25% пациентов. Результаты исследования опубликованы в Biomaterials. Бороться с послеоперационными инфекциями сложно, так как бактерии создают биопленку, не пропускающую антибиотики. Либера с коллегами нарушили этот цикл, убив микробов до попадания на подходящую для колонизации поверхность. «Заражение может вызвать один патоген. Но, если не дать инфекции развиться до окончания выздоровления, дальше организм справится сам», — сказал специалист. Другие защитные поверхности, разрабатываемые сегодня, полагаются на побочные продукты метаболизма микробов – менее надежный подход, в сравнении с методом Либеры. Данная структура способна убить даже бактерии, находящиеся в спячке. Микрогели также характеризуются прочностью – они выдерживают стерилизацию этанолом и неделями сохраняют стабильность. Материал обеспечивает здоровый рост кости вокруг обработанных участков, не выделяя антибиотики, пока они не понадобятся. Для нанесения микрогеля хирурги могут помещать имплантат в специальную емкость на несколько секунд. Погружение во вторую ванну заполнит структуры антибиотиками. Теоретически, хирурги могут создавать изделия по заказу, сразу перед вживлением, используя препараты, соответствующие факторам риска пациента. Пока что технология протестирована только в лабораторных сосудах. Исследователи модифицируют микрогели, чтобы они могли работать с большим количеством антибиотиков. Либера с коллегами сотрудничают с промышленными партнерами для подготовки дальнейших демонстраций.
