O nouă generație de biosenzori implantabili ar putea oferi informații despre procesul de vindecare după intervențiile chirurgicale și ar putea ajuta în lupta împotriva infecțiilor.
Keat Ghee Ong, profesor de inginerie biomedicală al Universitatea Tehnologică din Michigan, a creat bazele unei noi generații de biosenzori pentru implanturile medicale (cum ar fi cele de genunchi sau de șold). Acești biosenzori, în loc să fie inserați alături de implant, vor face parte integrantă din el. Soluția propusă de Ong constă în acoperirea implantului cu un material magnetoelastic. Acest tip de materiale își modifică proprietățile magnetice atunci când asupra lor acționează o presiune, ceea ce ar ajuta la monitorizarea procesului de vindecare. De asemenea, materialele magnetoelastice încep să vibreze atunci când sunt supuse acțiunii unui câmp magnetic alternativ din exterior.
Faptul că materialele magnetoelastice vibrează sub acțiunea unui câmp magnetic alternativ poate ajuta în lupta împotriva infecțiilor, deoarece aceste vibrații duc la desprinderea bacteriilor de pe suprafața implantului, după care sistemul imunitar al pacientului și antibioticele pot lansa un atac mult mai eficient împotriva lor.
Aceași proprietate ar putea ajuta și în rezolvarea altei probeleme legate de implanturi. Ong: ”Dacă [de implant] se atașează prea multe celule, o mică vibrație [a materialului care îl acoperă] poate să le îndepărteze. Vibrațiile îi spun celulei: «Nu trebuie să rămâi aici, pleacă», în cel mai delicat mod cu putință.” Astfel pot fi eliminate cicatricele interne, care se formează uneori pe implanturi, ceea ce are drept consecință o scădere a eficienței și a duratei lor de viață.
O celulă fibroblastă (care este implicată în formarea cicatricelor interne) a aderat pe suprafața materialului magnetolastic. În imaginea de sus puteți vedea cum forma ei devine rotundă sub acțiunea vibrațiilor, ceea ce face ca ea să fie mai puțin aderentă, în comparație cu o celulă fibroblastă normală, de formă alungită, care nu este supusă vibrațiilor (imaginea de jos).
Deocamdată Ong a testat noul material magnetoelastic numai pe celule cultivate in vitro și pe șoareci, dar el crede că ”este o nouă direcție de cercetare, care a început să atragă atenția [lumii medicale]”, după care a adăugat: ”Ceea ce facem noi este complet nou. Acum dezvoltăm simulări fizice pentru a îmbunătăți interfața cu implanturile medicale. Atunci când realizezi ceva nou, totdeauna este nevoie de timp pentru a câștiga credibilitate, dar după câțiva ani [de cercetare] începem să facem progrese.”
Rezultatele obținute până acum de către Keat Ghee Ong au fost sintetizate în articolul: ”Magnetoelastic vibrational biomaterials for real-time monitoring and modulation of the host response” (Materiale vibraționale magnetoelastice pentru monitorizarea în timp real și modularea răspunsului gazdei) publicat în Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 2013.
Surse: Universitatea Tehnologică din Michigan, Magnetoelastic vibrational biomaterials for real-time monitoring and modulation of the host response (Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 2013)
