Новаторская комбинация жидких металлов — потенциальное секретное оружие в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам
Сочетание жидких металлов рассматривается как потенциальное секретное оружие в глобальной борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам. Оно обещает служить дольше, чем существующие материалы для имплантатов.
Новое исследование подтверждает биосовместимость
Новое исследование в Лаборатории биомедицинской наноинженерии Университета Флиндерса также подтверждает, что специальный металлический материал гораздо более биосовместим с костями, что даёт пациентам возможность более быстрого заживления и увеличения срока службы устройств после серьёзных ортопедических операций.
«Этот новый 3D-биокерамический каркас, наполненный наночастицами жидкого металла серебро-галлий (Ag-Ga), представляет собой биоматериал с двойной функцией, который одновременно борется с устойчивыми инфекциями и способствует регенерации костей», — говорит доцент Университета Флиндерса Ви-Ханх Труонг, ведущий автор новой статьи в Advanced Functional Materials.
«В наших последних исследованиях мы показали, что наши каркасы значительно снижают колонизацию бактериями в местах имплантации и способствуют здоровой интеграции костей, подтверждая как антибактериальную эффективность, так и регенеративные способности в физиологически значимых условиях», — говорится в статье.
Первый случай интеграции наноматериалов на основе жидких металлов
Доктор Нгок Хуу Нгуен, научный сотрудник проекта, объясняет, что это первый случай интеграции наноматериалов на основе жидких металлов в несущий нагрузку биоактивный керамический каркас.
«Наш подход принципиально отличается от обычных материалов с антибиотиками. Вместо импульсного высвобождения каркас обеспечивает устойчивое, локализованное антимикробное действие, активно поддерживая заживление костей», — говорит он.
Доктор Нгуен, начинающий научный сотрудник, сыграл важную роль в разработке биокерамического каркаса на основе жидкого металла, успешно интегрировав наночастицы Ag-Ga в гидроксиапатит для достижения гармоничного сочетания антимикробной активности и регенеративной функции костей.
Профессор Университета Флиндерса Красимир Василев, старший соавтор исследования, говорит, что новейшие исследования успешно объединяют поверхностные покрытия с полностью интегрированной регенеративной платформой каркаса для применения в ортопедии и травматологии.
«Эта инновация помогает создать новое поколение материалов для восстановления костей, которые могут предотвратить инфекцию без использования антибиотиков, одновременно улучшая интеграцию тканей и заживление», — говорит профессор биомедицинской наноинженерии Василев.
Он отмечает, что многоцелевые антибактериальные эффекты оказались эффективными против ряда клинически значимых патогенов, включая золотистый стафилококк, метициллинрезистентный S. aureus (MRSA), синегнойную палочку и варианты с небольшими колониями, «которых традиционно трудно уничтожить с помощью обычных антибиотиков».
Будущие применения
Инфекции, связанные с имплантатами, остаются серьёзной проблемой в хирургии и ортопедии. Системные антибиотики становятся всё менее эффективными из-за устойчивости, а цементы с антибиотиками часто недолговечны и ограничены по спектру действия, говорят исследователи.
«Наша технология предлагает неантибиотическое решение с двойной функцией, которое может значительно улучшить результаты хирургических операций, особенно у пациентов из группы высокого риска», — говорит доцент Труонг.
Это исследование в Университете Флиндерса проводилось совместно с экспертами из Шаньдунского университета и партнёрскими учреждениями.