Напечатанные металлические имплантаты стали убийцами инфекций
Исследователи из Университета штата Вашингтон (WSU) разработали новый хирургический имплантат, который при лабораторных тестах смог убить 87% возбудителей стафилококковых инфекций. После экспериментов новинка сохранила и прочность, и совместимость с живыми тканями, как подобает качественным современным имплантатам.
У медицины появились шансы снизить угрозы, исходящие от больничных инфекций, при хирургической помощи, например, во время протезирования тазобедренного и коленного суставов. Кстати, это распространённые операции, проводимые в большинстве стран. При этом размножение бактерий на протезах суставов — одна из главных причин неудач в итоге операций.
Профессор в Школе машиностроения и материаловедения WSU Амит Бандиопадхьяй сказал, что инфекции — это проблема, решить которую до сих пор не удавалось. Во многих случаях на заменяемом в теле пациента суставе просто не было собственной способности защищаться от заразы. Так у них с коллегами возникла идея доработать материал для имплантатов, чтобы придать ему антибактериальный эффект.
Для эндопротезов, сменных «деталей» для «ремонта» пациентов, уже более полувека и относительно успешно используют титановые сплавы. Из них изготавливают те же тазобедренные и коленные суставы и другие хирургических имплантаты. Чтобы избежать развития заразы в организме оперируемого, обычно для профилактики начинают давать пациенту антибиотики. Однако так называемые вторичные инфекции, причём опасные для жизни, порой атакуют пациентов спустя недели или месяцы после, казалось бы, успешной замены суставов.
В таких случаях бактерии расползаются чуть ли не сплошной плёнкой по имплантату, и врачи пытаются уничтожить её опять-таки антибиотиками. Но не всегда успешно, потому что в среднем 7% операций по замене суставов заканчиваются тем, что пациент опять попадает под нож хирурга, чтобы удалить имплантат, обработать проблемный участок ещё раз антибиотиками и устанавливать другой титановый эндопротез. Если представить, что через это приходится проходить пожилым и ослабленным больным, то статистика выглядит тревожно.
Итак, при трёхмерной печати титановых имплантатов учёные из Вашингтона добавили в сплав 10% тантала и 3% меди. Тантал стимулирует рост здоровых клеток в окружающих костях и тканях, а медь давно известна как убийца бактерий, так как разрушает их клеточные стенки.
Исследователи в течение трёх лет оценивали и механические свойства изобретённого имплантата, и его воздействие на организм, и то, как он работает против бактерий, естественно, на подопытных животных. Очень важна была устойчивость к износу, чтобы ионы металлов не проникали в близлежащие ткани и не отравляли их.
Соавтор исследования профессор Сусмита Бозе сказала, что в результате опытов удалось получить по сути несравнимое ни с чем другим многофункциональные устройства и для сочетания с костной тканью, и для противостояния инфекциям.
Теперь изобретатели борющегося с заразой эндопротеза намерены повысить его гибельность для бактерий до 99% при сохранении прочих достоинств. В дальнейшем нужно будет узнать, как такие, например, коленные суставы поведут себя уже в организме людей при долгих прогулках или даже в походе. Между тем учёные уже подали предварительную заявку на патент.
У медицины появились шансы снизить угрозы, исходящие от больничных инфекций, при хирургической помощи, например, во время протезирования тазобедренного и коленного суставов. Кстати, это распространённые операции, проводимые в большинстве стран. При этом размножение бактерий на протезах суставов — одна из главных причин неудач в итоге операций.
Профессор в Школе машиностроения и материаловедения WSU Амит Бандиопадхьяй сказал, что инфекции — это проблема, решить которую до сих пор не удавалось. Во многих случаях на заменяемом в теле пациента суставе просто не было собственной способности защищаться от заразы. Так у них с коллегами возникла идея доработать материал для имплантатов, чтобы придать ему антибактериальный эффект.
Для эндопротезов, сменных «деталей» для «ремонта» пациентов, уже более полувека и относительно успешно используют титановые сплавы. Из них изготавливают те же тазобедренные и коленные суставы и другие хирургических имплантаты. Чтобы избежать развития заразы в организме оперируемого, обычно для профилактики начинают давать пациенту антибиотики. Однако так называемые вторичные инфекции, причём опасные для жизни, порой атакуют пациентов спустя недели или месяцы после, казалось бы, успешной замены суставов.
В таких случаях бактерии расползаются чуть ли не сплошной плёнкой по имплантату, и врачи пытаются уничтожить её опять-таки антибиотиками. Но не всегда успешно, потому что в среднем 7% операций по замене суставов заканчиваются тем, что пациент опять попадает под нож хирурга, чтобы удалить имплантат, обработать проблемный участок ещё раз антибиотиками и устанавливать другой титановый эндопротез. Если представить, что через это приходится проходить пожилым и ослабленным больным, то статистика выглядит тревожно.
Итак, при трёхмерной печати титановых имплантатов учёные из Вашингтона добавили в сплав 10% тантала и 3% меди. Тантал стимулирует рост здоровых клеток в окружающих костях и тканях, а медь давно известна как убийца бактерий, так как разрушает их клеточные стенки.
Исследователи в течение трёх лет оценивали и механические свойства изобретённого имплантата, и его воздействие на организм, и то, как он работает против бактерий, естественно, на подопытных животных. Очень важна была устойчивость к износу, чтобы ионы металлов не проникали в близлежащие ткани и не отравляли их.
Соавтор исследования профессор Сусмита Бозе сказала, что в результате опытов удалось получить по сути несравнимое ни с чем другим многофункциональные устройства и для сочетания с костной тканью, и для противостояния инфекциям.
Теперь изобретатели борющегося с заразой эндопротеза намерены повысить его гибельность для бактерий до 99% при сохранении прочих достоинств. В дальнейшем нужно будет узнать, как такие, например, коленные суставы поведут себя уже в организме людей при долгих прогулках или даже в походе. Между тем учёные уже подали предварительную заявку на патент.
- Дмитрий Ладыгин
- medicalxpress.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....