В Москве представили проект инновационной хирургической нити, способной автоматически реагировать на развитие инфекции после операции. Как сообщает ТАСС, автором разработки стала ученица 10 класса школы №1788 Диана Чижова. Особенность решения заключается в том, что встроенный в шовный материал антибиотик начинает выделяться только при появлении признаков воспаления.
Новая технология может стать перспективным инструментом для профилактики послеоперационных осложнений, сократить применение системных антибиотиков и повысить эффективность лечения.
Почему послеоперационные инфекции остаются серьезной проблемой
Несмотря на современные методы лечения и строгие стандарты стерильности, послеоперационные инфекции возникают в среднем у 1–20% пациентов после хирургических вмешательств. Сегодня основным способом борьбы с ними остаются антибиотики в виде таблеток или инъекций.
Однако такой метод имеет существенные недостатки. Лекарство распространяется по всему организму, при этом его концентрация непосредственно в области раны может быть недостаточной.
Одновременно возрастает нагрузка на печень, почки и кишечную микрофлору. Кроме того, широкое применение антибиотиков способствует развитию устойчивых к лечению бактерий.
Как работает инновационная хирургическая нить
В основе проекта лежит обычная рассасывающаяся хирургическая нить, на поверхность которой наносится специальное чувствительное покрытие.
Оно состоит из двух природных полимеров — хитозана, получаемого из панцирей ракообразных, и альгината, который производят из морских водорослей. Внутри этого слоя находится антибиотик ципрофлоксацин.
Главная особенность разработки заключается в том, что покрытие остается стабильным в нормальных условиях заживления и начинает разрушаться только при появлении признаков инфекции.
«Умная» нить определяет инфекцию по уровню pH
Во время нормального заживления раны уровень кислотно-щелочного баланса (pH) обычно находится в диапазоне от 5,5 до 7,0. При таких показателях защитная оболочка надежно удерживает антибиотик, практически не позволяя ему высвобождаться.
Когда в ране начинают активно размножаться бактерии, среда становится более щелочной — уровень pH превышает 7,2. Именно этот показатель служит ранним сигналом развития воспалительного процесса.
В ответ на изменение pH полимерное покрытие постепенно разрушается, освобождая антибиотик. Благодаря этому препарат начинает действовать непосредственно в очаге инфекции, а не распространяется по всему организму.
Лекарство выделяется только при угрозе воспаления
Одним из главных преимуществ технологии является способность самостоятельно регулировать скорость высвобождения антибиотика.
Чем выше уровень pH и активнее развивается инфекционный процесс, тем быстрее разрушается защитная оболочка и тем больше лекарственного вещества поступает в пораженную область. Такой механизм позволяет использовать антибиотик только тогда, когда это действительно необходимо.
Эксперимент подтвердил эффективность разработки
Для проверки своей идеи Диана Чижова провела лабораторные испытания. Она подготовила несколько буферных растворов с разными значениями pH и поместила в них образцы инновационной хирургической нити.
Процесс высвобождения антибиотика отслеживали с помощью ультрафиолетового излучения. Поскольку ципрофлоксацин обладает естественной флуоресценцией, его выделение сопровождалось появлением синего свечения.
В растворах с нормальным уровнем pH свечение практически отсутствовало, что свидетельствовало о минимальном выходе препарата. В щелочной среде синее свечение становилось значительно ярче и усиливалось по мере разрушения покрытия.
Результаты испытаний «умной» хирургической нити
Количественные измерения показали, что при уровне pH 8,5 за 24 часа из покрытия высвободилось около 65% антибиотика. При нормальном уровне pH этот показатель оказался менее 8%.
Полученные данные подтверждают, что разработанная система практически не расходует препарат в здоровых тканях и начинает активно работать только при появлении инфекции.
Какие перспективы открывает новая технология
По мнению специалистов, инновационная хирургическая нить может сделать лечение послеоперационных ран более эффективным и безопасным. Локальная доставка антибиотика позволяет уменьшить его общий расход, снизить нагрузку на организм и сократить риск формирования устойчивых к препаратам бактерий.
В перспективе аналогичную технологию можно применять не только для доставки антибиотиков. На такой платформе возможно создание шовных материалов с противогрибковыми препаратами, обезболивающими средствами, а также веществами, ускоряющими восстановление и регенерацию тканей.
