Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Sharklet , производимый Sharklet Technologies , представляет собой пластиковый листовой продукт, структурированный таким образом, чтобы препятствовать росту бактерий . Он продается для использования в больницах и других местах с относительно высоким потенциалом распространения бактерий и возникновения инфекций. [1] Покрытие поверхностей Sharklet значительно снижает рост бактерий из-за наноразмерной текстуры поверхности продукта.

Источником вдохновения для создания текстуры Sharklet послужил анализ текстуры кожи акулы , которая не привлекает ракушек или других биообрастаний , в отличие от корпусов кораблей и других гладких поверхностей. Также было обнаружено, что текстура отталкивает микробную активность.

История [ править ]

Материал Sharklet был разработан доктором Энтони Бреннаном, профессором материаловедения и инженерии Университета Флориды , когда он пытался улучшить технологию защиты от обрастания для кораблей и подводных лодок в Перл-Харборе. [2]

Бреннан понял, что акулы не обрастают. Он заметил, что зубчики кожи акулы расположены в виде четкого ромбовидного узора с миллионами крошечных ребер. [2] Отношение ширины к высоте зубцов акулы соответствовало его математической модели текстуры материала, которая препятствовала бы оседанию микроорганизмов. Первый проведенный тест показал уменьшение оседания зеленых водорослей на 85% по сравнению с гладкими поверхностями. [3]

Текстура [ править ]

Фактура Sharklet представляет собой сочетание «гребня» и «оврага» в микрометрическом масштабе.

Устойчивость к прикреплению бактерий [ править ]

Топография Шарклета создает механическую нагрузку на оседающие бактерии - явление, известное как механотрансдукция . Градиенты нанофорс, вызванные изменениями поверхности, вызывают градиенты напряжения в боковой плоскости поверхностной мембраны оседающего микроорганизма во время первоначального контакта. Этот градиент напряжения нарушает нормальные функции клеток, вынуждая микроорганизм выделять энергию для регулировки площади контакта на каждом топографическом элементе для выравнивания напряжений. Этот расход энергии термодинамически неблагоприятен для отстойника, заставляя его искать другую поверхность для прикрепления. [4] Sharklet изготовлен из того же материала, что и другие пластмассы.

Загрязнение поверхности окружающей среды является потенциальным резервуаром для патогенов, которые могут сохраняться и вызывать инфекцию у восприимчивых пациентов. Микроорганизмы колонизируют биомедицинские имплантаты, развивая биопленки, структурированные сообщества микробных клеток, встроенных во внеклеточный полимерный матрикс, которые прикрепляются к имплантату и / или тканям хозяина. Биопленки представляют собой серьезную угрозу для здоровья человека, поскольку они могут содержать большое количество патогенных бактерий. До 80% бактериальных инфекций у людей связаны с микроорганизмами из биопленок, а образование биопленок на медицинских устройствах может привести к внутрибольничным инфекциям и потенциально более высокому уровню смертности. [5]Размещение медицинских устройств связано с высоким риском заражения, учитывая обилие бактериальной флоры на коже человека и риск заражения из других источников, тот факт, что многие из патогенов, ответственных за эти инфекции, обладают множественной лекарственной устойчивостью или даже панрезистентный, стал особенно проблематичным, поскольку для медицинских работников доступно мало вариантов лечения, а промышленность ищет безопасные и эффективные средства для предотвращения инфекций, связанных с устройствами. [6]

Микро-шаблон Shark-let предлагает новый подход к безопасному и эффективному ограничению инфекций, связанных с устройствами. Микро-рисунок Shark-let, вдохновленный микротопографией на коже акулы, представляет собой повторяющийся ромбовидный узор из семи элементов. Микро-рисунки с изображением акулы могут быть нанесены на поверхности различных медицинских устройств в процессе производства. Этот микрорельеф эффективен против биообрастания и прикрепления микробов. Таким образом, нанесение поверхностных микрорельефов имеет большой потенциал для революционного контроля за инфекциями в медицинских устройствах, таких как устройства для подкожного введения. Было показано, что микроструктуры акулы контролируют биоадгезию широкого спектра морских микроорганизмов, патогенных бактерий и эукариотических клеток. Микро-рисунок Shark-let уменьшает количество S. aureus иКолонизация S. epidermidis после воздействия моделируемой сосудистой среды на 70% или больше по сравнению с гладким контролем. Этот микрорельеф аналогичным образом снижает адгезию тромбоцитов и образование фибриновой оболочки примерно на 80%. [7] Результаты исследования in vitro демонстрируют, что микрорельеф Shark-let, нетоксичная микрорельеф поверхности, эффективно снижает колонизацию бактериальных патогенов S. aureus и P. aeruginosa . [6]Поверхность с микрорельефом на основе биологических материалов обеспечивает интерфейс устройства, который контролирует колонизацию и перенос бактерий посредством упорядоченного расположения микроскопических элементов. Физическая конструкция увеличивает гидрофобность поверхности устройства, так что энергия прикрепления бактерий недостаточна для прилипания и / или колонизации. Было продемонстрировано предотвращение приверженности и ограничение транслокации, которые, как полагают, вносят значительный вклад в ограничение риска инфекций, связанных с устройством. Важно отметить, что этот инфекционный контроль был достигнут без помощи противомикробных препаратов. Технология микротекстур предлагает эффективное средство борьбы с инфекциями, связанными с медицинскими устройствами.

Ссылки [ править ]

[5] [6] [8]

  1. ^ Kaluzny, Kasia "Как новые технологии борются с ошибками больниц" Новости больницы https://hospitalnews.com/new-tech-fights-hospital-bugs/
  2. ^ Б « „ Вдохновленный природой “ » . Sharklet Technologies Inc. 2010 . Проверено 6 июня 2014 .
  3. ^ Alsever, Дженнифер (2013-05-31). «Sharklet: биотехнологический стартап борется с микробами с помощью акул» . CNN.com Деньги .
  4. ^ Шумахер, JF; Лонг, CJ; Callow, ME; Finlay, JA; Callow, JA; Бреннан, AB (2008). "Инженерные градиенты нанофорс для ингибирования оседания (прикрепления) спор плавающих водорослей". Ленгмюра . 24 (9): 4931–7. DOI : 10.1021 / la703421v . PMID 18361532 . 
  5. ^ а б Ким, Ын; Кинни, Уильям Х .; Овруцкий, Алида Р .; Во, Данти; Бай, Сиюань; Хонда, Дженнифер Р .; Маркс, Грейс; Пек, Эмили; Линдберг, Лесли; Falkinham, Joseph O .; May, Rhea M .; Чан, Эдвард Д. (09.09.2014). «Поверхность с биомиметическим микрорельефом снижает колонизацию Mycobacterium abscessus» . Письма о микробиологии FEMS . Издательство Оксфордского университета (ОУП). 360 (1): 17–22. DOI : 10.1111 / 1574-6968.12587 . ISSN 0378-1097 . PMID 25155501 .  
  6. ^ a b c Сюй, Биньцзе; Вэй, Цюхуа; Меттетал, М. Райан; Хан, Джи; Рау, Линдси; Галстук, Цзиньфэн; May, Rhea M .; Pathe, Эрик Т .; Reddy, Shravanthi T .; Салливан, Лорен; Паркер, Альберт Э .; Мол, Дональд Х .; Бреннан, Энтони Б .; Манн, Итан Э. (2017-11-01). «Поверхностный микрорельеф снижает колонизацию и инфекции, связанные с медицинскими устройствами» . Журнал медицинской микробиологии . Общество микробиологов. 66 (11): 1692–1698. DOI : 10,1099 / jmm.0.000600 . ISSN 0022-2615 . PMC 5903250 . PMID 28984233 .   
  7. ^ Мэй, Рея М; Magin, Chelsea M; Манн, Итан Э; Пьяница, Майкл С; Фрейзер, Джон С; Седлецки, Кристофер А; Бреннан, Энтони Б.; Редди, Шраванти Т. (26 февраля 2015 г.). «Разработанный микропроцессор для уменьшения бактериальной колонизации, адгезии тромбоцитов и образования фибриновой оболочки для улучшения биосовместимости центральных венозных катетеров» . Клиническая и трансляционная медицина . ООО "Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа". 4 (1): 9. DOI : 10,1186 / s40169-015-0050-9 . ISSN 2001-1326 . PMC 4385044 . PMID 25852825 .   
  8. ^ Мэй, Рея М; Magin, Chelsea M; Манн, Итан Э; Пьяница, Майкл С; Фрейзер, Джон С; Седлецки, Кристофер А; Бреннан, Энтони Б.; Редди, Шраванти Т. (26 февраля 2015 г.). «Разработанный микропроцессор для уменьшения бактериальной колонизации, адгезии тромбоцитов и образования фибриновой оболочки для улучшения биосовместимости центральных венозных катетеров» . Клиническая и трансляционная медицина . ООО "Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа". 4 (1): 9. DOI : 10,1186 / s40169-015-0050-9 . ISSN 2001-1326 . PMC 4385044 . PMID 25852825 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • Технологии, вдохновленные акулами
  • Сринивасан, Хари (26 марта 2015 г.). «Бронеподобная кожа акулы может предложить план защиты от супербактерий» . PBS Newhour . Проверено 29 марта 2015 года .