Il sangue scivola via dalla superficie repellente a sinistra, ma aderisce a una superficie non trattata a destra. Credito:Kevin Patrick Robbins, Università McMaster
I ricercatori della McMaster University hanno risolto un problema fastidioso progettando rivestimenti superficiali in grado di respingere tutto, come batteri, virus e cellule viventi, ma può essere modificato per consentire eccezioni vantaggiose.
La scoperta rappresenta una promessa significativa per applicazioni mediche e di altro tipo, rendendo possibile impianti come innesti vascolari, sostituzione di valvole cardiache e articolazioni artificiali per legarsi al corpo senza rischio di infezione o coagulazione del sangue.
La nuova nanotecnologia ha il potenziale per ridurre notevolmente i falsi positivi e negativi nei test medici eliminando le interferenze da elementi non bersaglio nel sangue e nelle urine.
La ricerca aggiunge un'utilità significativa alle superfici completamente repellenti che esistono dal 2011. Questi rivestimenti superficiali sono utili per impermeabilizzare telefoni e parabrezza, e respingere i batteri dalle aree di preparazione degli alimenti, Per esempio, ma hanno offerto un'utilità limitata nelle applicazioni mediche in cui è richiesto un legame benefico specifico "È stato un enorme risultato avere superfici completamente repellenti, ma per massimizzare i benefici di tali superfici, avevamo bisogno di creare una porta selettiva che permettesse agli elementi benefici di legarsi a quelle superfici, " spiega Tohid DIdar del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Scuola di Ingegneria Biomedica di McMaster, l'autore senior di un articolo che appare oggi sulla rivista ACS Nano .
Nel caso di una valvola cardiaca sintetica, Per esempio, un rivestimento repellente può impedire alle cellule del sangue di attaccarsi e formare coaguli, rendendolo molto più sicuro.
I ricercatori della McMaster University Tohid Didar, Maryam Badv e Sara M. Imani (seduta). Credito:Kevin Patrick Robbins, Università McMaster
"Un rivestimento che respinge le cellule del sangue potrebbe potenzialmente eliminare la necessità di medicinali come il warfarin che vengono utilizzati dopo gli impianti per ridurre il rischio di coaguli, ", afferma la coautrice Sara Imani, un dottorato di ricerca McMaster studente in Ingegneria Biomedica.
Ancora, lei spiega, un rivestimento completamente repellente impedisce inoltre al corpo di integrare la nuova valvola nel tessuto del cuore stesso.
Progettando la superficie per consentire l'adesione solo con le cellule del tessuto cardiaco, i ricercatori stanno rendendo possibile al corpo di integrare la nuova valvola in modo naturale, evitare le complicazioni del rigetto. Lo stesso sarebbe vero per altri impianti, come articolazioni artificiali e stent utilizzati per aprire i vasi sanguigni.
"Se vuoi che un dispositivo funzioni meglio e non venga rifiutato dal corpo, questo è quello che hai bisogno di fare, " dice la coautrice Maryam Badv, anche un dottorato di ricerca McMaster. studente in Ingegneria Biomedica. "È un problema enorme in medicina".
Fuori dal corpo, superfici repellenti progettate in modo selettivo potrebbero rendere i test diagnostici molto più accurati consentendo solo il particolare bersaglio di un test:un virus, batterio o cellula cancerosa, ad esempio, per attenersi al biosensore che lo sta cercando, un vantaggio fondamentale date le sfide dei test in fluidi complessi come sangue e urina.
I ricercatori, che ha collaborato con Jeffrey Weitz del Thrombosis &Atherosclerosis Research Institute presso Hamilton Health Sciences per comprendere le sfide legate alla realizzazione di impianti di successo, stanno ora lavorando alle prossime fasi della ricerca per portare il loro lavoro nell'uso clinico.
