Представьте себе некое электронное устройство с дистанционным управлением, которое может быть имплантировано в месте проникновения в организм инфекции, активировано и путем нагрева или высвобождения лекарственных препаратов включено в борьбу с болезнетворными микроорганизмами или вирусами. Такое устройство, будучи помещенным в рану, может помочь спасти немало жизней солдат на поле боя или позволит пациентам, перенесшим хирургическую операцию, более быстро вернуться к нормальной жизни. Именно такое чудесное устройство придумали и изготовили ученые из университета Тафтса (Tufts University) и университета Иллинойса. Более того, созданный учеными электронный антиинфекционный имплантат, выполнив свою функцию, просто растворяется в организме пациента, не оставляя там ни малейшего следа своего пребывания.
Основой электронного имплантата является белок, который входит в состав натурального шелка. На толстом основании, изготовленном из этого белка, располагается пленочный нагревательный элемент и катушка индуктивности, изготовленные из магния. Поверх нагревателя нанесен слой лекарственного препарата и это все вместе заключено в "конверт" из того же прочного "шелкового" белка.
Проводя испытания имплантата, ученые внедрили его в часть тела подопытного животного, которая была инфицирована стафилококком Staphylococcus aureus. При помощи беспроводного индукционного способа электронный имплантат был активирован, энергия, получаемая катушкой, заставила разогреться нагревательный элемент и это, в свою очередь привело к повышению температуры в окружающем имплантат пространстве.
Ученые провели два 10-минутных сеанса такой термообработки и через 24 часа взяли на анализ образцы инфицированных тканей. Анализ показал полное отсутствие болезнетворных организмов и нормальное состояние тканей, находившихся в непосредственном контакте с имплантатом. Сам имплантат продолжал растворяться в организме животного еще 15 суток, но к этому моменту в месте его пребывания ученым не удалось обнаружить даже повышенной концентрации магния, который полностью усвоился организмом животного.
Вторым экспериментом стал эксперимент, проведенный учеными в чашке Петри, в которой содержался питательный раствор, в котором находились болезнетворные бактерии E.coli и S.aureus. Но на этот раз на поверхность нагревательного элемента был наложен слой шелкового белка, пропитанного сильнодействующим антибиотиком, ампициллином. При активации имплантата высокая температура привела к быстрому растворению белка и к высвобождению антибиотика, который достаточно быстро "разобрался" с инфекционными бактериями.
Технология изготовления имплантатов, в которой используется шелковый белок, достаточно гибка и универсальна. В зависимости от вида и длительности обработки, которой подвергается белок оболочки и основания имплантата, время его существования после момента активации можно варьировать от нескольких минут до нескольких недель. Это в свою очередь, позволит производить при помощи таких имплантатов как моментальную экспресс-обработку инфицированных частей живых организмов, так и использовать эти имплантаты в медленных процессах длительного амбулаторного лечения некоторых видов заболеваний.
"Разработанный нами имплантат и использованные в нем технологии являются лишь первыми шагами в направлении создания ряда медицинских устройств различного назначения, которые смогут быть активированы дистанционно, выполнить свою лечебную функцию и бесследно исчезнуть, не требуя никаких действий для извлечения остатков отработавших свое устройств" - рассказывает Файорензо Оменетто (Fiorenzo Omenetto), ученый из университета Тафтса, - "Такие беспроводные технологии позволят нам управлять процессами заживления ранений и последствий хирургических вмешательств, полностью избавляя пациентов от риска быть подвергнутым воздействию постхирургической инфекции".
