Специалисты из Австралии разработали технологию нанесения микроскопических металлических столбиков на поверхность имплантов. Эти структуры будут разрушать клетки грибков и бактерий, при соприкосновении с ними.
Для поддержания стерильности имплантов, в том числе зубных, используемых в медицинской практике, применяются специальные методы. Среди них – нанесение противомикробных покрытий, химическая обработка и использование антибиотиков. Однако, такая профилактика не всегда эффективна, в особенности при воздействии на бактерии, устойчивых к антибиотикам.
Ученые из Королевского Мельбурнского института технологий (RMIT) в Австралии предложили альтернативное решение, о котором рассказывается в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials Interfaces.
Елену Иванову и ее коллег вдохновили насекомые. Крылья многих из них несут на поверхности особые микроструктуры, тонкие «наностолбики», которые защищают от микробного загрязнения. Опускаясь на такой неровный слой, клетка сильно растягивается, в итоге ее мембрана разрывается.
Для создания подобной структуры искусственным путем исследователи использовали метод плазменного травления. Интенсивное воздействие на поверхность титана с помощью сфокусированных плазменных струй позволило сформировать на ней множество вертикальных выступов, напоминающих шипы. Их высота сопоставима с размерами бактериальных клеток, а диаметр значительно меньше.
Несколько лет назад Иванова с соавторами продемонстрировали высокие антибактериальные свойства такой поверхности, проведя опыты с опасными микробами — Staphylococcus aureus и мультирезистентными Pseudomonas aeruginosa. В ходе исследования новой разработки было установлено, что покрытие, состоящее из «наношипов», обладает и противогрибными свойствами».
На эти поверхности исследователи наносили клетки одноклеточных грибов Candida albicans и Candida auris, эти микроорганизмы характеризуются повышенной устойчивостью к распространенным лекарственным средствам и, согласно статистическим данным, являются причиной около десяти процентов внутрибольничных инфекций. Около половины клеток были уничтожены непосредственно при соприкосновении с титановыми «наношипами», а остальные получили столь серьезные повреждения, что утратили способность к нормальному развитию, размножению и формированию биопленок на поверхностях.
Исследование выполнялось совместно с австралийским центром исследований стали ARC Research Hub и компанией, специализирующейся на выпуске изделий из металла со сложной структурой BlueScope Steel. Это вселяет оптимизм относительно быстрого внедрения технологии в промышленное производство и, после проведения обязательных клинических исследований, выпуска биосовместимых имплантов и инструментов, устойчивых к воздействию даже самых агрессивных грибков и бактерий.