6 березня, 2024
Дослідники розробляють покриття для імплантата, яке запускає вивільнення антибіотиків у відповідь на бактеріальну інфекцію
Дегенеративний артрит більше не є хворобою людей винятково похилого віку. Відповідно до звіту Національної служби медичного страхування, який охоплює період із 2012 до 2022 року, поширеність цього захворювання серед людей віком від 20 до 30 років зросла на 22,8 %. Це підвищення пояснюється тривалим періодом сидіння за столом і надмірним підняттям важкого спортивного обладнання, що може призвести до значного пошкодження хряща.
Штучні суглоби є звичним методом лікування, однак бактеріальні інфекції створюють проблеми. Спільна дослідницька група під керівництвом професора Хюн Джун Ча з Департаменту хімічної інженерії в Массачусетсі і Школи конвергенції науки та технологій у Кореї успішно розробила спеціальний матеріал покриття для імплантатів. Створений на основі білків звичайних мідій, він призначений для вивільнення антибіотиків у відповідь на вторгнення бактерій.
У новому дослідженні команда вчених звернула свою увагу на L-Діоксифенілаланін (ДОФА), одну з амінокислот, що утворює потужні зв’язки із йонами металів. Ця взаємодія помітна, оскільки вона слабшає зі зниженням кислотності. Враховуючи, що бактеріальна інвазія змінює кислотність організму, дослідники розробили новий матеріал для покриття імплантатів. Він містить антибіотики, 70 % яких в разі бактеріальної інфекції та подальшого підкислення вивільняються протягом восьми годин, ефективно знищуючи бактерії.
Примітно, що матеріал демонструє надзвичайну довговічність, засвідчуючи негайну антибактеріальну ефективність навіть під час фази регенерації кістки (приблизно перші чотири тижні) після процедури імплантації. Кількість антибіотиків, що виділяються, відповідає ступеням бактеріальної інфекції, і науковці додатково перевірили антибактеріальну ефективність матеріалу покриття на фоні різних концентрацій бактерій. Зокрема, зв’язок між ДОФА та йонами заліза продемонстрував надзвичайну стійкість до зовнішніх фізичних подразників, стирання та механічних навантажень, що виникають під час процесу імплантації.
Джерело: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961223004659?via%3Dihub