Исследователи из Университета Макмастера решили неприятную проблему, разработав покрытия для поверхностей, которые могут отталкивать все, включая бактерии, вирусы и живые клетки, но могут быть модифицированы, чтобы допускать полезные исключения.
Открытие имеет большие перспективы для медицинских и других применений, позволяя имплантатам, таким как сосудистые трансплантаты, замена сердечных клапанов и искусственные суставы, прикрепляться к телу без риска инфекции или свертывания крови.
Новая нанотехнология может значительно снизить количество ложноположительных и отрицательных результатов в медицинских тестах за счет устранения помех от нецелевых элементов в крови и моче.
Исследование добавляет значительную полезность полностью репеллентным поверхностям, которые существуют с 2011 года. Эти поверхностные покрытия полезны, например, для гидроизоляции телефонов и ветровых стекол, а также отпугивают бактерии из зон приготовления пищи, но имеют ограниченную полезность в медицине. приложения, где требуется специальное полезное связывание «Это было огромным достижением, чтобы иметь полностью отталкивающие поверхности, но чтобы максимизировать преимущества таких поверхностей, нам нужно было создать селективную дверь, которая позволила бы полезным элементам связываться с этими поверхностями», - объясняет Тохид Дидар. из Департамента машиностроения и Школы биомедицинской инженерии Макмастера, старший автор статьи, опубликованной сегодня в журнале ACS Nan o.
В случае синтетического сердечного клапана, например, репеллентное покрытие может предотвратить прилипание клеток крови и образование тромбов, что делает его намного более безопасным.
«Покрытие, отталкивающее клетки крови, потенциально может устранить потребность в таких лекарствах, как варфарин, которые используются после имплантации для снижения риска образования тромбов», - говорит соавтор Сара Имани, аспирант McMaster в области биомедицинской инженерии.
Тем не менее, объясняет она, полностью репеллентное покрытие также не позволяет организму интегрировать новый клапан в ткань самого сердца.
Сконструировав поверхность таким образом, чтобы обеспечить адгезию только с клетками сердечной ткани, исследователи позволяют организму естественным образом интегрировать новый клапан, избегая осложнений отторжения. То же самое можно сказать и о других имплантатах, таких как искусственные суставы и стенты, используемые для открытия кровеносных сосудов.
«Если вы хотите, чтобы устройство работало лучше и не отторгалось организмом, это то, что вам нужно сделать», - говорит соавтор Мариам Бадв, также аспирант McMaster в области биомедицинской инженерии. «Это огромная проблема в медицине».
Вне тела выборочно разработанные репеллентные поверхности могут сделать диагностические тесты намного более точными, позволяя только конкретной цели теста - вирусу, бактерии или раковой клетке, например - прилипать к биосенсору, который ищет это критическое преимущество, учитывая трудности тестирования в сложных жидкостях, таких как кровь и моча.
Исследователи, которые сотрудничали с Джеффри Вейцем из Научно-исследовательского института тромбоза и атеросклероза в Hamilton He alth Sciences, чтобы понять проблемы, связанные с созданием успешных имплантатов, в настоящее время работают над следующими этапами исследований, чтобы получить их работу в клинической практике..