Исследователи в Университете Макмастера решили давнюю проблему, сделав покрытие, которое позволяет отталкивать от поверхности бактерии, вирусы и живые клетки, но при этом его можно заставить делать полезные исключения.

Это изобретение может найти множество применений в медицине и других областях, обеспечивая возможность для имплантов, в том числе таких как части сосудов, сердечные клапаны и искусственные суставы, сцепляться с тканями без риска инфицирования или образования сгустков крови.

Подпись к изображению: Кровь стекает по обработанной репеллентом поверхности (слева), но пристаёт к чистой (справа)

Новая нанотехнология способна сократить число ошибочных результатов в медицинских анализах, устраняя помехи от нецелевых компонентов в крови и моче.

Результаты исследования значительно повышают практическую пользу поверхностей с абсолютным отталкиванием (они были открыты в 2011 году). Такие покрытия полезны для водонепроницаемых телефонов и ветровых стёкол автомобилей, а также для удаления бактерий в местах приготовления пищи, но до сих пор они не показали заметных преимуществ для медицины.

«Абсолютно репеллентные поверхности — замечательное достижение, но для того, чтобы использовать их свойства с наибольшей выгодой, нам надо создать фильтр, который позволит связываться с ними исключительно желательным элементам», — объясняет Тохид Дидар, ведущий автор научной работы.

Например, в случае искусственного сердечного клапана, покрытие-репеллент не даёт клеткам крови слипаться и образовывать тромб.

«Покрытие, отталкивающее клетки крови, способно устранить потребность в медикаментах, таких как антикоагулянт варфарин, который применяют после имплантирования для предотвращения образования сгустков крови», — говорит соавтор исследования Сара Имани, аспирант в области биоинженерной технологии.

Однако, по её словам, абсолютно репеллентное покрытие не даёт организму интегрировать новый клапан в ткани сердца.

Придав поверхности свойство сцепляемости с клетками сердечных тканей, исследователи ищут возможность интегрировать имплантированный сердечный клапан естественным способом, избегая отторжения. Это верно и для других имплантов, таких как искусственные суставы и шунты кровеносных сосудов.

«Если вам требуется механизм, работающий лучше, и при этом не отторгаемый организмом — это покрытие как раз то, что вы ищете», — говорит соавтор работы Мариам Бадв, аспирант в области биоинженерной технологии. — В медицине это огромная проблема».

Вне тела, поверхности с выборочным отталкиванием могут улучшить точность медицинских анализов, разрешая только искомому объекту — вирусу, бактерии или раковой клетке — пристать к биосенсору, что является огромным преимуществом в случае сложносоставных жидкостей, таких как кровь или моча.

Учёные продолжают работать над внедрением этих результатов в клиническую практику.