Фото: Питер Поррини / FOTODOM / Shutterstock
Традиционные методы профилактики воспаления имеют побочные эффекты.Наиболее распространенным примером является иммуносупрессивная терапия.Это лечение, которое временно “усыпляет” иммунитет, чтобы он не атаковал собственный организм и пересаженные инородные тела.Проблема в том, что в результате человек становится уязвимым для инфекции.Именно поэтому ученые всего мира ищут способы обмануть систему, создавая “невидимые” для иммунной системы материалы, которые будут восприниматься как “свои”.
Ученые PNIP предложили покрывать поверхность имплантатов высокоэнергетическими ионами азота.Под воздействием такой обработки меняется структура материала: на поверхности образуются особые микроскопические молекулярные структуры. Они действуют как “крючки”, к которым прочно прикрепляются белки в организме.В результате иммунные клетки не воспринимают имплантат как нечто инородное и не пытаются атаковать его.
Несмотря на то, что метод подходит для протезирования из любого материала, для проверки эффективности были использованы образцы полиуретана, так как он хорошо обрабатывается ионной плазмой.Этот тип имплантатов чаще всего используется в сердечно-сосудистой хирургии (искусственные клапаны, сосудистые стенты), урологии (катетеры), травматологии (мягкие протезы) и даже в косметологии (филлеры).
“Мы проводили эксперименты на лабораторных мышах, имплантируя обработанные и необработанные полиуретановые диски.Через 1 и 5 месяцев они исследовали реакцию тканей и измерили толщину соединительнотканной капсулы вокруг имплантатов.Затем они подсчитали количество иммунных клеток, которые указывают на воспаление”, – рассказывает Валерий Литвинов, старший научный сотрудник кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ, кандидат медицинских наук.
Результаты подтвердили, что имплантаты, обработанные ионами, вызывали значительно меньшую реакцию. Толщина фиброзной капсулы вокруг обработанных имплантатов была в 2-4 раза меньше, чем у необработанных.Концентрация воспалительных клеток снизилась в 5-12 раз.Оптимальная доза облучения составляла около 101 ион/см2. Более интенсивная обработка может повредить поверхность и снизить эффект.
Ученые также отмечают, что имплантат следует вживлять сразу после лечения, чтобы добиться максимального эффекта. При длительном хранении поверхностная активность снижается, поэтому важно свести к минимуму время между обработкой и эксплуатацией.
Исследование ученых из Пермского политеха и УРО РАН позволит увеличить срок службы имплантатов и снизить риск осложнений у пациентов.Эта технология уже может быть применена в кардиологии, ортопедии и пластической хирургии, а в будущем может быть адаптирована к другим биосовместимым материалам.