Главная / Наука и технологии / Просто добавь графен: новая разработка уничтожит бактерии на имплантатах

Просто добавь графен: новая разработка уничтожит бактерии на имплантатах

Просто добавь графен: новая разработка уничтожит бактерии на имплантатах

Всякий раз, когда хирурги внедряют в организм пациента имплантат, существует вероятность того, что бактерии колонизируют поверхность чужеродного для организма объекта. В некоторых случаях это становится причиной последующего удаления имплантата (из-за возникновения бактериальных инфекций). Шведские учёные смогли справиться с проблемой при помощи графеновых шипов. По их мнению, дополнительное графеновое покрытие имплантатов отвадит незваных гостей.

Напомним, что графен состоит из одноатомного слоя связанных между собой атомов углерода. Сегодня чудо-материал (так специалисты давно называют графен) используется в самых разных областях: сельском хозяйстве и космосе, при создании гибкой электроники и в медицине. Причина такой популярности проста: у графена длинный список полезных свойств, таких как твёрдость и механическая жёсткость, прозрачность, жаропрочность, чрезвычайно низкая теплопроводность.

На этот раз специалисты Технического университета Чалмерса попробовали с помощью графена спасти имплантаты от "нашествия" бактерий. Как отмечается в пресс-релизе, слой вертикально стоящих графеновых хлопьев образует защитную поверхность, которая не даёт бактериям прикрепляться к имплантату.

Учёные нанесли микроскопические "хлопья" графена на горизонтальную основу при помощи метода с довольно длинным названием — плазменно-химическое осаждение из газовой фазы. Он позволил создать тонкое поверхностное покрытие на материале, которое при этом напоминало крошечные шипы.

Затем исследователи провели ряд лабораторных тестов, чтобы выяснить, как такое "оружие" взаимодействуют с различными бактериями. Оказалось, что шипы разрывали оболочку и убивали бактерии.

Правда, под удар попадали и так называемые хорошие бактерии. Но учёные оговариваются: случись такое в самом организме, это бы вряд ли имело какое-либо значение. Количество хороших бактерий, попадающих на поверхность имплантатов, было бы слишком мало, чтобы нарушить общий баланс микробиоты пациента.

"Мы хотим, чтобы бактерии не становились причиной возникновения инфекции. В противном случае человеку могут понадобиться антибиотики, которые могут нарушить нормальный баланс бактерий, что также повысит риск развития у патогенов устойчивости к противомикробным препаратам", — говорит один из членов исследовательской группы Сантош Пандит (Santosh Pandit).

Важно ответить, что бактерии не способны развивать устойчивость к графену, а сами шипы никак не вредят клеткам человека. Причина в том, что каждая отдельная клетка намного больше, чем одна бактерия: 25 микрометров в диаметре против одного микрометра в диаметре. Таким образом, то, что является смертельным оружием для бактерии, представляет собой лишь небольшую неприятность для человеческой клетки (самое неприятное, что её ждёт, — это небольшая "царапина").

 

Дополнительное преимущество графена в том, что он имеет особую структуру. Она должна помочь с остеоинтеграцией (один из видов интеграции имплантата в костную ткань). К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали об имплантате, который срастается с костью.

В дальнейшем исследователи из Швеции хотят покрыть настоящий имплантат графеновыми хлопьями, а затем протестировать его в организме животных.

Если разработка докажет свою эффективность, то это поможет защитить пациентов не только от появления инфекции и последующего лечения антибиотиками, но и уменьшит риск отторжения имплантатов.

По мнению специалиста из Технического университета Чалмерса Цзе Суня (Jie Sun), у графена есть большой потенциал для применения в здравоохранении. "Но необходимо провести дополнительные исследования прежде, чем мы сможем с уверенностью утверждать, что он абсолютно безопасен", — заключает он.

Результаты исследования представлены в научном издании Advanced Materials Interfaces.

Ранее мы также рассказывали о российской разработке, которая поможет уменьшить процент отторжения имплантатов, и о гидрогеле, имитирующем хрящевую ткань, который поможет создавать идеальные имплантаты для коленей.

Источник

Прокрутить до верха