Вчені створили титанові шипи для запобігання інфекції після імплантації

Доктор Ле Хоанг Фук (30 років) та його колеги з Університету RMIT (Австралія) створили модель мікроскопічних шипів, вигравіруваних на титанових імплантатах, для захисту пацієнтів від бактерій та грибків без потреби в ліках.

З 2020 року вчені проводять дослідження поверхневих взаємодій між різними штамами шкідливих грибів на наноструктурованих матеріалах. Нове дослідження показало, що шорсткі поверхні з мікроскопічними структурами, натхненними антибактеріальними шипами на крилах комах (цикад, бабок), ефективно борються зі стійкими до ліків супербактеріями, включаючи гриби. Робота була опублікована в журналі Advanced Materials Interfaces на початку вересня. Потім група вчених також прагнула розробити титанові мікрошипи для захисту пацієнтів від бактерій та грибків без необхідності ліків.

Дослідницька група з багатофункціональних механічних антибактеріальних матеріалів (зліва направо), Денвер Лінклейтер, Ле Хоанг Фук, Олена Іванова, Артуро Абурто-Медіна, Кароліне Де Соуза. Фото: Університет RMIT — Дослідницька група з багатофункціональних механічних антибактеріальних матеріалів (зліва направо), Денвер Лінклейтер, Ле Хоанг Фук, Олена Іванова, Артуро Абурто-Медіна, Кароліне Де Соуза. Фото: *Університет RMIT*

Підхід команди зосереджений на знищенні мікроорганізмів під час контакту, тим самим обмежуючи хімічне втручання. Фук та член команди доктор Денвер Лінклейтер експериментували з кількома мікроскопічними поверхнями титанових циліндрів.

Спеціально розроблені шипи, що мають таку ж висоту, як бактеріальна клітина, були нанесені на поверхню титанових імплантатів та перевірені на їхню ефективність у знищенні мультирезистентного Candida, потенційно смертельного грибка, який викликає кожну десяту внутрішньолікарняну інфекцію медичного пристрою.

В результаті, крихітні титанові шипи здатні знищити приблизно половину шкідливих клітин при контакті. Решта грибкових клітин більше не здатні вижити через пошкодження та не можуть розмножуватися чи спричиняти інфекцію.

Неушкоджена клітина Candida на полірованій титановій поверхні (ліворуч) та розірвана клітина Candida на мікрошипчастій титановій поверхні (праворуч). — Неушкоджена клітина Candida на полірованій титановій поверхні (ліворуч) та пошкоджена клітина Candida на мікроізольованій титановій поверхні (праворуч). Фото: *Дослідницька група*

За словами доктора Денвера Лінклейтера, аналіз білкового метаболізму показав, що пошкоджені клітини Candida albicans були значною мірою метаболічно пригнічені протягом 7 днів, що запобігало їхньому розмноженню та зрештою гинуло. Що ж до рештних клітин, вони більше не могли вижити та переставали функціонувати (це називається апоптозом або запрограмованою клітинною смертю).

«Це відкриття демонструє, як спеціально розроблені протигрибкові поверхні можуть запобігати утворенню біоплівок від небезпечних, стійких до множинних ліків дріжджів», – сказала професор Олена Іванова, одна з перших, хто вивчав здатність знищувати бактерії на крилах комах.

Доктор Фук сказав, що титанові мікрошипи перебувають на стадії тестування доцільності. Команда також має на меті перевірити протигрибкові властивості цієї моделі проти різних штамів мікроорганізмів, щоб оптимізувати розмір мікрошипів для оптимальної антимікробної та антибактеріальної ефективності.

Нху Куїнь

Посилання на джерело