Биорастворимый имплантат для лечения стафилококковой инфекции

Видео: здоровье

Исследователи из Университета Тафтса и их коллеги из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне презентовали биорастворимый беспроводной электронный имплантат, который уничтожает бактериальную инфекцию путем нагревания инфицированной ткани.

Устройство, состоящее из шелковых прослоек и магниевой пластины, растворяется в организме без какого-либо вреда.

Эффективность и безопасность новой технологии были продемонстрированы в опытах in vitro и на лабораторных мышах.

Результаты исследований опубликованы на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Early Edition, 24-28 ноября 2014).

«Это демонстрация важного шага в направлении разработки имплантируемых медицинских устройств, которые активируются удаленно «по требованию» для выполнения терапевтической функции. После использования эти устройства безопасно растворяются, не требуя процедуры по извлечению.



Подобные беспроводные устройства могут использоваться для контроля послеоперационных инфекций, и они могут привести к внедрению технологии доставки лекарств по Wi-Fi», - заявили ведущий автор исследования Фьоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto), профессор биомедицинского инжиниринга, и Фрэнк Добл (Frank Doble), преподаватель Школы инжиниринга Тафтса.



«Имплантируемые медицинские устройства сегодня, как правило, изготавливают из обычных неразлагающихся материалов, что существенно ограничивает возможности их использования и требует дополнительной процедуры по извлечению или замене.

Новые беспроводные терапевтические устройства достаточно прочные, чтобы их можно было вживлять в ткани во время операции, но в то же время достаточно безопасные и растворяются в течение минут или недель – в зависимости от назначения. Скорость растворения имплантатов в тканях определяется степенью обработки протеинов шелка, из которых состоит устройство», - поясняет ведущий автор последней работы доктор Ху Тао, ныне сотрудник Шанхайского института микросистем и информационных технологий Китайской академии наук (КАН).

Каждое биорастворимое нагревательное устройство состоит из резистора и принимающей катушки, которая выполнена из магния и заключена в слое шелкового протеина. Магниевый нагреватель вмонтирован в шелковый карман, который защищает электронику и предопределяет время растворения имплантата.

Устройства, которые имплантировали лабораторным мышам, инфицированным S. aureus, активировалось при помощи беспроводного передатчика.

Лечение состояло из двух процедур по 10 минут нагрева. Образцы тканей мышей, собранные из очага через 24 часа после лечения, не содержали признаков стафилококковой инфекции, окружающие ткани также были в норме. Все имплантаты полностью растворились в течение 15 суток. При этом уровень магния в очаге и окружающих тканях был в пределах нормы.

Исследователи также успели провести эксперименты in vitro, в ходе которых устройства с дистанционным управлением высвобождали антибиотик ампициллин для уничтожения E. coli и S. aureus. Беспроводная активация устройств усиливала высвобождение антибиотиков, не уменьшая их эффективность.