Медицина будущего: лечебные имплантаты для быстрой борьбы с инфекциями

Идеального здоровья не существует. Это миф. Причиной тому является то, что всегда найдется какой-нибудь тип патогенна или микроба, который беспрепятственно сможет проникать внутрь организма человека. Тем не менее, поддержка оптимального уровня здоровья жизненно необходима для комфортного существования. И все же способность наших тел восстанавливаться после травм и болезней к сожалению далеко не такая, какой ее описывают в научно-фантастических книгах и фильмах.

Даже заживление небольшого пореза может занять от нескольких дней, до нескольких недель. Чего уж тогда говорить о сломанных костях, которые заживают месяцами? К сожалению в настоящий момент уровень технологий и медицины не позволяет ускорить время заживления ран при таких случаях, однако специалисты работающие с 3D-печатью стволовых клеток уже пытаются решить этот вопрос.

Но сегодня речь пойдет об устройстве, предназначенного для эффективной и главное быстрой борьбы с бактериями и микробами, попавшими внутрь организма.

Научные сотрудники университета Тафтса совместно с коллегами из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне разработали крошечный электронный имплантат, основная функция которого заключается в борьбе с бактериальными инфекциями.

Устройство из шелка и магния имплантируется внутрь организма, удаленно активируется, после чего растворяется внутри тела. Лабораторные тесты на мышах показали, что бактерии кишечной палочки и стафилококка золотистого были полностью уничтожены примерно в течение 20 минут. При этом повторная проверка наличия бактерий в организмах мышей спустя 24 часа после использования имплантата показала полное отсутствие бактериальных инфекций.

Сам имплантат состоит из резистора змеевидной формы, энергопринимающей катушки из магния и специального слоя из протеина шелка, содержащего лекарственное средство. Работает все следующим образом: имплантат удаленно получает радиосигнал, электронные компоненты нагревают магниевую составляющую, которая в свою очередь разрушает структуру шелковой подложки, высвобождая частицы лекарственного средства.

После имплантации двух подобных устройств в тканевую область пораженную золотистым стафилококком, на них подали сигнал для проведения двух 10-минутных сеансов термической обработки. Растворение шелковой подложки произошло в течение считанных минут, хотя было отмечено, что внешние слои могут растворяться гораздо дольше этого срока. В данном случае процесс занял несколько недель. Тем не менее, растворение внешнего слоя имплантата не являлось ключевой целью данного эксперимента.

Обычные имплантаты не растворяются в организме и при необходимости должны либо удаляться, либо заменяться. Однако разрабатываемые новые лечебные имплантаты в перспективе будут обладать возможностью полного растворения в организме после выполнения своей основной задачи.

Речи о клинических испытаниях новых имплантатов на людях пока не идет, но успешность предыдущих лабораторных тестов может говорить о том, что ждать этих испытаний не придется слишком много лет.

«Данный проект является важной демонстрацией движения вперед в создании медицинских устройств и препаратов, обладающих терапевтическими функциями и возможностями внутреннего применения и последующего безопасного вывода из человеческого организма без необходимости хирургического вмешательства», — говорят ведущий автор исследования Фьеренцо Оменетто, профессор биоинженерии, а также Фрэнк С. Дабл, профессор Школы инженерии Тафтса.

«Эти беспроводные устройства обладают потенциалом помощи при лечении случаев послеоперационных инфекций, а возможно и вовсе могут стать основой для нового вида медикаментозного лечения с использованием Wi-Fi».