Бактериальные инфекции в местах недавно установленных имплантатов могут быть очень серьёзными и потенциально приводить к таким осложнениям, как ослабление связи между имплантатом и костью. В таких случаях часто требуются последующие операции, чтобы предотвратить преждевременный выход имплантата из строя.
Ряд исследовательских институтов работает над созданием антибиотических покрытий для имплантатов, чтобы исключить риск заражения в начальном состоянии, хотя некоторые из этих веществ постоянно выделяют антибиотики независимо от состояния участка, на который они нанесены. Такое неизбирательное применение препаратов может привести к тому, что бактерии выработают к ним устойчивость, и антибиотики станут менее эффективными.
Крошечные золотые наностержни, разработанные учёными из Швеции, можно легко наносить на поверхность имплантатов. Они уже прошли лабораторные испытания на стеклянных поверхностях. После нанесения стержни располагаются на довольно большом расстоянии друг от друга, покрывая в общей сложности лишь около 11% основного материала.
Пока наностержни не подвергаются воздействию света в ближнем инфракрасном диапазоне, они остаются инертными. Однако, когда они подвергаются такому воздействию, электроны в их внешнем слое приходят в движение. Эта реакция генерирует тепло, которое убивает любые микробы на поверхности. В случае с имплантатом свет может быть направлен извне, проникая через кожу и ткани и достигая поверхности имплантата.
Важно отметить, что эффект нагрева достаточно локализован и практически не влияет на окружающие ткани. Тем не менее, некоторые клетки тканей, непосредственно прилегающие к стержням, могут быть разрушены. Однако, по мнению учёных, это не должно стать проблемой, поскольку небольшое количество повреждённых клеток быстро восстанавливается организмом.
Особенность работы ученых заключается в том, чтобы подобрать размер стержней. Если сделать их немного меньше или больше, они будут поглощать свет неправильной длины волны. Ученые хотят, чтобы поглощаемый свет хорошо проникал в кожу и ткани.
Кроме того, важно контролировать интенсивность ближнего инфракрасного света, которая соответствует количеству выделяемого тепла. Если температура наностержня превысит 120 ºC, он навсегда превратится в шар, который не будет поглощать свет.
Есть надежда, что после дальнейшей разработки этой технологии её можно будет использовать для предотвращения инфекций в течение нескольких недель после операции с помощью периодического воздействия ближнего инфракрасного света.
Источник: Chalmers University of Technology
