Zbudujemy lepsze implanty przy pomocy powłok inspirowanych skrzydłami owadów

Inteligentne powłoki na implantach ortopedycznych (Źródło: illinois)

Inteligentne powłoki na implantach ortopedycznych (Źródło: illinois)

Zainspirowani skrzydłami ważek i cykad naukowcy opracowali nową powłokę dla implantów ortopedycznych. Nanowarstwa niszczy bakterie i monitoruje obciążenie implantu.

Innowacyjne wszczepiane urządzenia ratują życie

Urządzenia o nietypowej budowie i zasadzie działania okazują się znacząco odmieniać życie chorych na lepsze. Prototypowe, elektryczne implanty pomagają kontrolować drgawki mięśni, stymulować uszkodzone nerwy lub monitorować stan pacjenta w poszukiwaniu najmniejszych oznak Alzheimera. Teraz naukowcy z University of Illinois Urbana-Champaign (UI), zainspirowani skrzydłami ważek i cykad, zdolnymi do zwalczania infekcji bakteryjnych, stworzyli powłokę dezynfekującą dla implantów ortopedycznych.

Biomimikra to emulacja modeli, systemów i elementów przyrody w celu rozwiązywania złożonych problemów człowieka. Naukowcy pracujący nad powłoką stworzyli cienką powłokę foliową dla implantów, która z jednej strony składa się z nanokolumn łudząco podobnych do tych, które można znaleźć na skrzydłach owadów.

Tego typu rozwiązanie może pomóc rozwiązać problem infekcji przy wszczepianiu implantów. Dotykają one nawet 10% pacjentów. Dotychczas stosowane rozwiązania do zwalczania bakterii powodują uszkodzenia pobliskich tkanek, a urządzenia pokryte antybiotykami ostatecznie zawodzą, gdy chemikalia się wyczerpią.

Implanty kręgosłupa (Źródło illinois)

Powłoka antybakteryjna – idealne dla ortopedii

Nanokolumny, którymi pokryta jest powłoka, powoduje, że w kontakcie z nią komórki bakteryjne zostają przebite i umierają.

Zastosowanie mechanicznego podejścia do zabijania bakterii pozwoliło nam ominąć wiele problemów związanych z metodami chemicznymi, jednocześnie dając nam elastyczność potrzebną do nakładania powłoki na powierzchnię.

profesor patobiologii Gee Lau, współautor badania

Naukowcy zdali sobie również sprawę, że ich powłoka może rozwiązać inny problem: awarię urządzenia. Po drugiej stronie folii naukowcy umieścili elastyczne mikroczujniki, które były w stanie mierzyć naprężenia mechaniczne implantów, na które nałożono powłokę. Naukowcy twierdzą, że może to nie tylko informować lekarzy o tym, jak organizm leczy się wokół miejsca wszczepienia, ale może też wysyłać ostrzeżenia, jeśli obciążenie sztucznego stawu stanie się zbyt duże.

W testach na zwierzętach powłoki sprawdziły się bardzo dobrze, chroniąc przed bakteriami u myszy i wysyłając sygnały stresu z powrotem z kręgosłupa u owiec. Naukowcy pracują obecnie nad stworzeniem bezprzewodowego źródła zasilania dla urządzeń.

Więcej o niesamowitej powłoce antybakteryjnej można przeczytać w oficjalnej publikacji naukowej zespołu.

Exit mobile version