Растворяемые электронные имплантаты вылечат инфекции

Схема растворяемого имплантата

(иллюстрация Tufts University/перевод Вести.Наука).

Посредством простого нагревания устройство может избавить пациента от золотистого стафилококка

(фото Wikimedia Commons).

Различные группы биоинженеров со всего мира не раз демонстрировали футуристрические медицинские устройства, которые имплантируются прямо в тело и порциями выдают лекарства для борьбы с инфекцией или другими заболеваниями.

Всегда самой важной проблемой, касающейся такого рода разработок, было последующее удаление таких имплантатов. Излишнее хирургическое вмешательство всегда подвергает риску здоровье пациента, а оставить инородный предмет внутри тела также небезопасно.

Команда учёных из университета Тафтса и университета Иллинойса разработала лечащее электронное устройство для борьбы со стафилококковыми инфекциями, которое способно по окончании терапии самостоятельно раствориться внутри тела. Остатки имплантата будут выведены естественным путём, утверждают исследователи в пресс-релизе.

Каждое устройство располагается нм подложке из шёлка, на неё прикреплены магниевый резистор и генерирующая мощность катушка. Всё это обёрнуто в водонепроницаемый "конверт", также изготовленный из шёлка.

Схема растворяемого имплантата
Схема растворяемого имплантата
(иллюстрация Tufts University/перевод Вести.Наука).

Испытания устройства проводились на мышах. Грызунам, заражённым бактериями золотистого стафилококка, вживили устройство прямо в очаг инфекции. При помощи внешнего передатчика учёные активировали катушку устройства, уже находящегося внутри тела животного, в результате чего имплантат начал нагреваться. Исследователи провели два 10-минутных сеанса такого термического лечения.

Обработанные биологические ткани исследовали через 24 часа после окончания терапии. В них не оказалось никаких признаков инфекции, и все соседние ткани также были в абсолютно нормальном состоянии. Что же касается устройства, то оно полностью растворилось за 15 дней и даже не оставило после себя повышенные концентрации магния.

Биоинженеры отмечают, что в зависимости от требуемой терапии имплантат можно модифицировать таким образом, чтобы период биоразложения мог варьироваться от нескольких минут до нескольких недель.

Посредством простого нагревания устройство может избавить пациента от золотистого стафилококка
Посредством простого нагревания устройство может избавить пациента от золотистого стафилококка
(фото Wikimedia Commons).

Исследователи также провели лабораторные эксперименты in vitro, в рамках которых слой шёлка, содержащий антибиотик ампициллин, был добавлен к уже существующему устройству. После активации имплантата нагревание спровоцировало выброс ампициллина, и на этот раз обе бактерии — кишечная палочка и золотистый стафилококк — оказались уничтожены.

По словам ведущего автор исследования Фьоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto) из университета Тафтса, разработка его команды может быть использована для лечения послеоперационных инфекций и даже в будущем положить основу технологии доставки лекарств по Wi-Fi.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале PNAS.