Новый подход к изготовлению медицинских имплантатов
Применение медицинских имплантатов, таких как стенты, катетеры и системы для внутривенных инфузий, ассоциировано с риском тромбообразования и инфицирования. Исследователи государственного университета Колорадо предложили потенциальное решение этой проблемы, заключающееся в применении специальным образом «выращиваемой» супергемофобной титановой поверхности, обладающей исключительно выраженными кровоотталкивающими свойствами. Этот материал можно использовать для изготовления хирургических имплантатов с низким риском отторжения организмом.
Новый титановый материал является детищем совместной работы двух исследовательских групп, работающих под руководством доцента Аруна Кота (Arun Kota) и адъюнкт-профессора Кетула Попата (Ketul Popat). Первый является экспертом в области новых суперомнифобных материалов, отталкивающих практически любую жидкость, а второй – новатором в области тканевой инженерии и биосовместимых материалов.
Капли крови, плазмы и воды на суперомнифобной титановой поверхности.
По словам авторов, использование гемофобного (отталкивающего кровь) материала может выглядеть нелогичным, так как часто исследователи используют для изготовления имплантатов гемофильные (обладающие сродством к крови) материалы для того, чтобы обеспечить их биосовместимость. По словам доктора Кота, его группа придерживалась противоположного принципа. Разработанный ими материал настолько сильно отталкивает кровь, что практически не распознается организмом как чужеродный.
Нежелательное взаимодействие между кровью и чужеродными материалами является очень серьезной проблемой. С течением времени стенты могут вызывать формирование тромбов, обструкцию сосудов, что, в свою очередь, может приводить к инфарктам миокарда и эмболизму. Часто такие пациенты до конца жизни вынуждены принимать разжижающие кровь препараты, что также сопряжено с риском развития побочных эффектов.
Причиной формирования тромбов является прикрепление тромбоцитов к поверхности имплантатов с последующим запуском процесса свертывания. Поэтому минимизация вероятности соприкосновения крови с поверхностью имплантата практически исключает риск тромбообразования.
Взяв за основу тонкие листы титана, традиционно используемые для изготовления медицинских приспособлений, авторы создали и проанализировали множество вариантов поверхностей, отличающихся друг от друга по фактуре и химическому составу. В рамках этого анализа они сравнили степень адгезии тромбоцитов к этим поверхностям и уровни их последующей активации. В результате оказалось, что наиболее сильную защиту от тромбообразования обеспечивает покрытие из фторированных нанотрубок.
Фторированные нанотрубки являются идеальным барьером
между кровью и титановой поверхностью.
В дальнейшем они планируют проанализировать взаимодействие этой поверхности с другими факторами свертывания и, в конечном итоге, провести испытания созданных на ее основе медицинских имплататов.
Статья Sanli Movafaghi et al. Hemocompatibility of Superhemophobic Titania Surfaces опубликована в журнале Advanced Healthcare Materials.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Colorado State University: Blood-repellent materials: A new approach to medical implants.
23.01.2017