Антибактериальное покрытие для медприборов не даст свернуться крови

Антибактериальное покрытие для медприборов не даст свернуться крови

Человеческое тело эволюционировало таким образом, что оно мгновенно распознаёт и атакует чужеродные тела, будь то микроскопические песчинки в глазу или целые пересаженные органы. Эта безусловно разумная реакция организма далеко не всегда приносит пользу: при вживлении медицинских имплантатов, таких как искусственные суставы или аппараты диализа, тело может отреагировать слишком бурно, что может привести к образованию тромбов или развитию бактериальной инфекции.

Теперь команда биохимиков из Гарвардского института Висс разработала особое покрытие для медицинских приборов, которое будет препятствовать свёртыванию крови, предшествующему тромбообразованию, и размножению патогенных бактерий.

Новое покрытие является новейшей модификацией SLIPS (скользких жидкостных пористых поверхностей). Эта технология была впервые разработана в 2012 году для предотвращения образования льда на металлических поверхностях. Затем в 2013 году она сыграла ключевую роль в создании искусственной селезёнки для очищения крови. И теперь методика SLIPS вновь служит медицинским целям.

В своём эксперименте учёные вдохновлялись хищными растениями, у которых имеется скользкий обод, по которому насекомые соскальзывают прямо в «пасть». Точно также исследователи поместили жидкий слой на поверхность объекта, который отталкивает практически любое вещество. Новая модификация технологии заключалась в её адаптации к применению в медицине.

«Традиционная технология SLIPS подразумевает использование пористых текстурированных покрытий для иммобилизации жидкого слоя. Медицинские приборы в большинстве своём гладкие и плоские, поэтому мы дополнительно приспособили наш подход за счёт использования преимуществ естественной шероховатости химически модифицированных поверхностей медицинских приборов», — рассказывает ведущий автор исследования доктор Джоанна Айзенберг (Joanna Aizenberg).

Покрытие было создано из материалов, которые уже по отдельности были одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Авторы исследования утверждают, что материал отталкивал кровь от 20 различных подложек в виде пластика, стекла или металла. Также покрытие отталкивало бактерии и препятствовало образованию биопленки.

Кроме того, учёные обнаружили, что если их материалом покрыть медицинские трубки или катетеры и вставить их свиньям, то свёртывание крови предотвращается в течение восьми часов даже без введения гепарина. Таким образом, можно избежать излишнего использования медицинского препарата в тех случаях, когда это слишком опасно для жизни пациента.

«Найти способ предотвратить свёртывание крови без использования антикоагулянтов всегда было заветной мечтой учёных и медиков», — говорит соавтор исследования Дон Ингбер (Don Ingber), директор-основатель Института Висс при Гарвардском университете.

Нанесение покрытия на поверхность медицинского прибора — процесс довольно сложный и многоэтапный. Сначала к прибору присоединяется монослой из перфторуглеродов, и получается материал, похожий на тефлон. Затем слой жидкого перфторуглерода, который имеет широкое применение в медицине, добавляют к конструкции и получают два отдельных слоя — связанные перфторуглероды и жидкий обод. Этот материал учёные называют TLP-покрытием.

Помимо вышеперечисленных свойств материала, учёные также обнаружили, что TLP-покрытие сохраняет свои свойства в течение года после хранения при нормальных условиях температуры и влажности. К тому же, несмотря на любые процессы, протекающие в организме, материал в течение того же времени отталкивает фибрин и тромбоциты, компоненты крови, которые вызывают свёртывание, приводящее к тромбообразованию.

Что же касается патогенных бактерий, то TLP является прекрасным для них барьером. В рамках шестинедельного эксперимента выживала всего одна на миллиард синегнойная палочка, которая попадала на медицинскую трубку, покрытую TLP.

Исключительно из любопытства учёные также провели эксперимент с гекконом, чьи лапы способны «цепляться» за абсолютно гладкие вертикальные поверхности. Новое покрытие оказалось способным сводить на нет и эту силу.

Данный проект, получивший финансирование в том числе и от DARPA, планируется довести до конца. В ближайшие годы должны начаться клинические испытания на добровольцах, а затем покрытие поступит на биомедицинский рынок. Статья с описанием технологии вышла в журнале Nature Biotechnology.


Самое читаемое сегодня

Главные новости дня