Дегенеративный артрит больше не характерен исключительно для пожилых людей. Согласно отчету Национальной службы медицинского страхования, охватывающему период с 2012 по 2022 год, распространенность дегенеративного артрита среди людей в возрасте от 20 до 30 лет увеличилась на 22,8%. Этот рост объясняется длительным сидением за столом и чрезмерным подъемом тяжелого спортивного инвентаря, оба из которых могут привести к значительному повреждению хряща.
Хотя искусственные суставы являются распространенным методом лечения, бактериальные инфекции создают проблемы. Однако недавнее исследование предложило интригующее решение, связанное с использованием мидий.
Совместная исследовательская группа под руководством профессора Хён Джун Ча из факультета химической инженерии и Школы конвергентных наук и технологий успешно разработала материал покрытия для имплантатов . Этот материал, основанный на белках адгезии мидий, предназначен для высвобождения антибиотиков в ответ на бактериальную инвазию. Исследование опубликовано в интернет- издании Biomaterials .
При имплантации бактериальные инфекции не только нарушают стабильность имплантата, но и приводят к различным осложнениям. Более того, бактерии с высокой устойчивостью к антибиотикам часто приводят к рецидивам инфекций даже после антибактериального лечения, что требует дополнительных процедур.
Несмотря на активные исследования материалов покрытия имплантатов с антибиотиками, возникли многочисленные проблемы, включая физическое повреждение материала во время процедуры и потенциальную утечку антибиотиков внутрь.
В этом исследовании команда сосредоточила свое внимание на ДОФА, одной из аминокислот , обнаруженных в белках адгезии мидий. ДОФА, играющая решающую роль в надежной адгезии, наблюдаемой у мидий, образует прочные связи с ионами металлов. Его взаимодействие с ионами черных металлов примечательно тем, что оно ослабевает по мере снижения кислотности (pH). Понимая, что бактериальная инвазия изменяет кислотность организма, команда разработала новый материал для покрытия имплантатов.
Этот материал в нормальных условиях содержит антибиотики, но в случае бактериальной инфекции и последующего закисления он высвобождает 70% антибиотиков в течение восьми часов, эффективно уничтожая бактерии. Примечательно, что материал демонстрирует исключительную долговечность, демонстрируя немедленную антибактериальную эффективность даже на этапе регенерации кости (приблизительно четыре недели) после процедуры имплантации.
Количество антибиотиков, выделяемых материалом, соответствует степени бактериальной инфекции, и исследователи дополнительно подтвердили антибактериальную эффективность материала покрытия на основе различных концентраций бактерий. В частности, связь между ДОФА и ионами железа показала замечательную устойчивость к внешним физическим воздействиям, что сделало ее устойчивой к истиранию и механическим нагрузкам, возникающим в процессе имплантации.
Профессор Хён Джун Ча сказал: «Немедленный и устойчивый антимикробный эффект адгезивного материала покрытия имплантата может значительно повысить вероятность успеха процедур имплантации».
Профессор Юн Ки Джо из Национального университета Кёнпук добавил: «Выпуская антибиотики выборочно в ответ на реальную потребность, это может стать новаторской технологией в предотвращении появления супербактерий в будущем».
