Медицинские устройства ежедневно спасают человеческие жизни. Их применяют во многих областях, от замены суставов до сердечных имплантов.
И все же любое устройство, внедренное в организм или контактирующее с кровотоком, сталкивается с двумя критическими проблемами, способными ухудшить жизнь пациента, хотя должны были помочь: речь идет о свертывании крови или бактериальной инфекции.
У ученых и инженеров Гарварда, кажется, есть решение проблемы. Они разработали новое покрытие для поверхности медицинских устройств с использованием уже одобренных Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) материалов. Покрытие отталкивает кровь от 20 медицинских поверхностей, использованных в эксперименте, сделанных из пластика, стекла и металла, а также подавляет формирование биопленки, вырабатываемой бактериями. И это еще не все.
Результаты опубликованы в издании Nature Biotechnology.
Ученые имплантировали покрытые новым материалом медицинский шланг и катетеры в большие кровеносные сосуды свиней, которые не дали крови загустеть в течение минимум 8 часов без применения разбавителей крови, таких как гепарин. Последний печально известен потенциально смертельными побочными эффектами, такими как чрезмерное кровотечение, однако препарат является необходимым злом в лечении, которое сопровождается риском излишнего свертывания крови.
«Разработка способа предотвращения свертывания крови без использования антикоагулянтов является одной из чаш Святого Грааля в медицине», сообщил доктор Дон Ингбер, старший автор исследования.
Идея покрытия развилась из SLIPS, ведущей технологии поверхности, разработанной соавтором Джоанной Эйзенберг. SLIPS — это аббревиатура для Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces (скользкие внутрижидкостные пористые поверхности). Они созданы по образу и подобию плотоядного растения — саррацении, липкая поверхность которой привлекает и захватывает насекомых. SLIPS отражают почти любой материал, с которым соприкасаются. Жидкий слой на поверхности обеспечивает барьер для всего, от льда до сырой нефти и крови.
«В SLIPS используются пористые, текстурированные поверхности для остановки жидкости, в то время как медицинские устройства обычно плоские и гладкие. Мы адаптировали наш подход для извлечения выгоды из естественной шероховатости химически модифицированных поверхностей медицинских устройств», сообщила Эйзенберг. „Это еще одно воплощение настраиваемой платформы SLIPS для создания скользких неклейких поверхностей на любом материале“.
Итак, было разработано сверхотталкивающее покрытие, которое наслаивается на существующую поверхность медицинских устройств. В ходе двухступенчатого процесса ученые химическим путем прикрепили монослой перфторуглерода, весьма похожего на Тефлон. Затем был добавлен жидкий слой перфторуглерода, который широко используется в медицине для таких применений как жидкая вентиляция для младенцев с проблемами дыхания, переливания крови, глазной хирургии и др. Новинка получила название Tethered-Liquid Perfluorocarbon или TLP.
