intelligens implantátumok
Képzeljünk el egy okos orvosi implantátumok alkalmasak arra, hogy a szervezetben, hogy folyamatosan figyelemmel kíséri az állapotuk, és automatikusan reagál a változásokra, mint egy fertőzés, a kibocsátás antibakteriális szerek. Köszönhetően a nanotechnológiai kutatások terén az orvostudomány is gyorsan közeledik a célhoz.
A piac az orvosi implantátumok hatalmas és továbbra is gyorsan nő - az USA-ban elérte az éves forgalma $ 23 milliárd várhatóan 10 százalékkal az elkövetkező néhány évben. Az egyik leggyakoribb eladók - Szívdefibrillátorok és resinhronizatory, pacemakerrel, ortopédiai implantátumok gerinc kezelésére, protézisek nagy izületek, műlencse és kozmetikai implantátumok. Minden évben csak az Egyesült Államokban tartott csaknem 500000 műveletek protézis csípő és a térd ízületi, és körülbelül azonos számú betegnek kell csontrekonstrukció sérülés miatt születési rendellenességek. Évente 16 millió amerikait, hogy elveszítik a fogak, és szükség van a fogászati implantátumokat.
A fő probléma, amellyel tudósok és orvosok szembesülnek a módja, hogy a sikeres és hosszú élettartam a mesterséges ízületek, van kopás és implantátum fertőzés. Tanulmányok kimutatták, hogy a művelet során ortopédiai implantátumok kialakított apró részecskék anyagok, mint például a fémek és műanyagok. Számos ilyen részecskék okoz olyan események sorozatát, amely végül elpusztítják a csont az implantátum körül (a folyamat néven ismert osteolysis). Származó „rázva” az implantátum vezet az a tény, hogy a mesterséges ízületi már nem tudja ellátni a funkcióját. A diagnózis alapján az állam az implantátum röntgen és más képalkotó eljárások. Ezek a technikák nem elég érzékeny, nem ad képet a valós idejű és kórházi ápolásra szorul. Sebészeti eljárások ilyen protézisek helyettesítési nemcsak bonyolultabb és költségesebb, mint a primer protetikai ízületek, hanem kevésbé hatékony.
Egy új kutatás azt mutatja, hogy a csont minősége implantátumok jelentősen javítható. Letétbe a felületén egy vékony polipirrol (polipirrol) lehet használni, mint egy elektromosan szabályozott felszabadulású eszköz gyógyszerek. Segítségével antibiotikumok vagy gyulladásgátló szerek vezetnek be a polimer bevonat elektrokémiai, Brown University tudósok (Brown University) kimutatták, hogy ezek a gyógyszerek is felszabadul polipirrol „igény szerint” -, amikor feszültség alá - és ellenőrzésére sejt viselkedését, azaz gátolják a gyulladást, és megöli a baktériumokat .
Polipirrol - vezetőképes polimerrel bevont szén nanocsövek (fotó: EMSL / Flickr)
„Polipirrol - hagyományosan egy vezetőképes polimert, amely lehet szintetizálni elektrokémiai módszerekkel alkotnak vékony filmet a vezető anyagok” - magyarázza Thomas J. Webster (Thomas J. Webster) .. Az a lehetőség, annak használatát vizsgálták területén korrózióvédelem és a fejlesztési elektróda bevonatok, elektrokémiai bioszenzorok, félvezető eszközök, valamint bioelektronika és egyéb területeken. Azonban annak ellenére, hogy már letelepszik mint ígéretes anyag jelentős képességek terén biomedicina és szabályozott hatóanyag leadású, potenciális szerepe csökkentésében fertőzések és gyulladásos reakciók ortopédia tanult elég.
Ez a munka folytatása a korábbi kutatási nanomedical Webster laboratóriumában kimutatták, hogy az ilyen nanoszerkezetű anyagok befolyásolhatják a csontok növekedését, és hozzájárul.
Létrehozni a polimer bevonatok tudósok első termesztett többfalú szén nanocsövek (mintegy 55 nm átmérőjű) eloxált titán nanocső kémiai gőzfázisú leválasztással (kémiai gőzfázisú, CVD) a kobalt katalizátor. Monomereket oxidált polipirrol vagy antibiotikumok vagy dexametazon előtt elektrokémiai polimerizáció polipirolla körüli szén nanocsövek.
Bal - polipirroi- galvanikus rendszeres titán,
Jobb - a szén nanocsövek többfalú
(Fotó: Webster Lab, Brown University)
„A mi friss tanulmány anionos járó gyógyszerek poliporrolnoy elektrosztatikusan belül vékony film, megkülönböztetni alkalmazásával negatív feszültség” - Webster magyarázta. „Az első öt ciklusban, azt figyeltük meg kimeneti anionos molekulák egy vékony film polipirrolnoy és hátrameneti mozgás okozta folyamatban a redukciós és oxidációs. Peaks engedje penicillin / sztreptomicin, csökkenése következtében szerek, eltűnt 15 ciklus után a ciklikus voltammetria. Peak dexametazon gyógyulást tapasztaltak után 25 ciklus, és eltűnt 40 ciklus után. "
Növelése felszabaduló hatóanyag mennyisége után az elektromos gerjesztés jelentős volt, hogy 5 alkalommal. A kumulatív leadás penicillin / sztreptomicint és dexametazon volt közel 80 százaléka a kezdeti hatóanyag mennyiségét, és ezt követő ciklusban nem okozott a kiadás.
Bár a tudósok azt találták, hogy a magasabb feszültség, vagy hosszabb ideig tartó ellátási lehet sverhokislen polipirroi- és elveszíti elektromos aktivitást, a szén nanocsövek támogatott és meghosszabbítják a electroactivity vezetési miatt kiváló tulajdonságait.
Webster megjegyzi, hogy polipirrol telítésbe viheti nemcsak antibiotikumok és gyógyszerek, mint a dexametazon, hanem számos más biomolekulák - növekedési faktorok, peptidek, enzimek, antitestek, fehérjék, stb változtatni a biológiai, fizikai, kémiai és elektromos tulajdonságait és kap szabályozott. elosztási rendszerének számos orvosbiológiai alkalmazásokban.
Sőt, polipirroi- lehet integrálni a beültethető chipek a kimenő jel a biológiai környezetet.
„Ezek az előzetes eredmények megalapozza a fejlesztése az intelligens gyógyszeradagoló eszközök felhasználásával a ortopédia, lehet használni, hogy információt olvasson egy zárt hurokban, hogy ellenőrizzék a gyógyszerek bevezetése alapján ezt az információt” - mondta Webster. „Amint alapuló szén nanocső érzékelők, és a szabályozott hatóanyag-leadó rendszer egy kiváló módja a hasznos élettartamát ortopédiai implantátumok, amely lehetővé teszi az implantátumok, hogy megöli a baktériumokat, hogy kevésbé érzékeny a hosszan tartó gyulladásos válaszokat, és, végső soron, hogy fokozza a folyamat a csontképződést.”
Olvassa cikk a témában:
Hiba a szövegben?
Válassza ki és nyomja meg a ctrl + Enter