Просто добавь графен: новая разработка уничтожит бактерии на имплантатах

Всякий раз, когда хирурги внедряют в организм пациента имплантат, существует вероятность того, что бактерии колонизируют поверхность чужеродного для организма объекта. В некоторых случаях это становится причиной последующего удаления имплантата (из-за возникновения бактериальных инфекций). Шведские учёные смогли справиться с проблемой при помощи графеновых шипов. По их мнению, дополнительное графеновое покрытие имплантатов отвадит незваных гостей.Напомним, что графен состоит из одноатомного слоя связанных между собой атомов углерода. Сегодня чудо-материал (так специалисты давно называют графен) используется в самых разных областях: сельском хозяйстве и космосе, при создании гибкой электроники и в медицине. Причина такой популярности проста: у графена длинный список полезных свойств, таких как твёрдость и механическая жёсткость, прозрачность, жаропрочность, чрезвычайно низкая теплопроводность.На этот раз специалисты Технического университета Чалмерса попробовали с помощью графена спасти имплантаты от «нашествия» бактерий. Как отмечается в пресс-релизе, слой вертикально стоящих графеновых хлопьев образует защитную поверхность, которая не даёт бактериям прикрепляться к имплантату.Учёные нанесли микроскопические «хлопья» графена на горизонтальную основу при помощи метода с довольно длинным названием — плазменно-химическое осаждение из газовой фазы. Он позволил создать тонкое поверхностное покрытие на материале, которое при этом напоминало крошечные шипы.Затем исследователи провели ряд лабораторных тестов, чтобы выяснить, как такое «оружие» взаимодействуют с различными бактериями. Оказалось, что шипы разрывали оболочку и убивали бактерии.Правда, под удар попадали и так называемые хорошие бактерии. Но учёные оговариваются: случись такое в самом организме, это бы вряд ли имело какое-либо значение. Количество хороших бактерий, попадающих на поверхность имплантатов, было бы слишком мало, чтобы нарушить общий баланс микробиоты пациента.»Мы хотим, чтобы бактерии не становились причиной возникновения инфекции. В противном случае человеку могут понадобиться антибиотики, которые могут нарушить нормальный баланс бактерий, что также повысит риск развития у патогенов устойчивости к противомикробным препаратам», — говорит один из членов исследовательской группы Сантош Пандит (Santosh Pandit).Важно ответить, что бактерии не способны развивать устойчивость к графену, а сами шипы никак не вредят клеткам человека. Причина в том, что каждая отдельная клетка намного больше, чем одна бактерия: 25 микрометров в диаметре против одного микрометра в диаметре. Таким образом, то, что является смертельным оружием для бактерии, представляет собой лишь небольшую неприятность для человеческой клетки (самое неприятное, что её ждёт, — это небольшая «царапина»).[embedded content]Дополнительное преимущество графена в том, что он имеет особую структуру. Она должна помочь с остеоинтеграцией (один из видов интеграции имплантата в костную ткань). К слову, «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали об имплантате, который срастается с костью.В дальнейшем исследователи из Швеции хотят покрыть настоящий имплантат графеновыми хлопьями, а затем протестировать его в организме животных.Если разработка докажет свою эффективность, то это поможет защитить пациентов не только от появления инфекции и последующего лечения антибиотиками, но и уменьшит риск отторжения имплантатов.По мнению специалиста из Технического университета Чалмерса Цзе Суня (Jie Sun), у графена есть большой потенциал для применения в здравоохранении. «Но необходимо провести дополнительные исследования прежде, чем мы сможем с уверенностью утверждать, что он абсолютно безопасен», — заключает он.Результаты исследования представлены в научном издании Advanced Materials Interfaces.Ранее мы также рассказывали о российской разработке, которая поможет уменьшить процент отторжения имплантатов, и о гидрогеле, имитирующем хрящевую ткань, который поможет создавать идеальные имплантаты для коленей.