聪明的外科植入物涂料提供早期故障预警,预防感染

新开发的“智能”涂料对外科整形植入物可以监视压力设备提供早期预警的植入失败而杀死细菌的藏污纳垢之所,伊利诺伊大学香槟分校的研究人员报告。与纳米抗菌涂料灵活集成传感器表面受蜻蜓和知了的翅膀。

在一个新的研究在《科学的进步,一个多学科的研究小组发现涂料防止感染小鼠和映射应变生活在商业植入应用各种羊刺警告植入物或治疗失败。

“这是一个仿生纳米材料的设计与组合灵活的电子产品战斗一个复杂的,长期的生物医学问题,”研究带头人清曹说,美国材料科学与工程教授。

感染和设备与骨科植入物失败是主要问题,每个影响多达10%的病人,曹说。抵抗感染的几种方法已经尝试,但都有严重的局限性,他说:生物膜仍能形成研发表面,用抗生素的化学物质或药物和涂料拉登跨月,耗尽毒性作用小功效与周围组织对致病菌的耐药菌株。

把灵感来自自然抗菌蝉、蜻蜓的翅膀,伊利诺斯州团队创建了一个薄箔图案与纳米柱与昆虫的翅膀。当一个细菌细胞试图绑定到箔,柱子穿刺细胞壁,杀死它。

“使用机械方法杀死细菌允许我们绕过很多化学方法的问题,同时给我们所需的灵活性应用涂层植入表面,“病理学教授哇Lau说,这项研究的合著者。

背面的纳米薄膜,它接触植入设备,研究人员综合阵列高度敏感,灵活的电子传感器监测应变。这可以帮助医生观察个别病人的治疗进展,指导他们康复,缩短恢复时间,减少风险,和维修或更换设备故障点,之前研究人员说。

然后工程集团联手兽医临床医学教授安妮特真品来测试他们的原型设备。他们植入活老鼠的衬托和监控任何感染的迹象,即使细菌。他们还应用商用脊柱植入物的涂料和应变监测的植入羊刺在正常负载下设备故障诊断。两个函数执行的涂料。

所需的原型电子电线,但研究人员下一步准备开发无线电力和数据通信接口的涂料,一个至关重要的一步临床应用,曹说。他们也正在努力开发大规模生产nanopillar-textured杀菌功效。

“这些类型的抗菌涂料有很多潜在的应用程序,因为我们使用机械机制,它有潜力的地方使用化学品或重金属离子——作为商业抗菌涂料现在是有害的,”曹说。