Αιμοφοβικά υλικά για ιατρικά εμφυτεύματα νέας γενιάς

Τα ιατρικά εμφυτεύματα όπως τα stents, οι καθετήρες, η διασωλήνωση κ.α. αυξάνουν τον κίνδυνο θρόμβων και μολύνσεων- σημαντικό και μόνιμο πρόβλημα για πολλούς ασθενείς. 

Η λύση που προτείνουν μηχανικοί του Colorado State University είναι μια ειδικά φτιαγμένη, «υπερ-αιμοφοβική» επιφάνεια τιτανίου, η οποία απωθεί εξαιρετικά αποτελεσματικά το αίμα- ένα υλικό το οποίο θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για χειρουργικά εμφυτεύματα με χαμηλότερο κίνδυνο απόρριψης από το σώμα.

Η συγκεκριμένη καινοτομία συνδυάζει τη βιοϊατρική και την επιστήμη υλικών. Η σχετική έρευνα δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Advanced Healthcare Materials και είναι μια συνεργασία μεταξύ των εργαστηρίων των Αρούν Κότα και Κετούλ Ποπάτ: Ο πρώτος είναι ειδικός σε πολύ «υπερ-παντοφοβικά» (superomniphobic) υλικά, που απωθούν πρακτικά κάθε υγρό, και ο δεύτερος στη μηχανική ιστών και στα βιοσυμβατά υλικά. 

Αρχίζοντας να δουλεύουν πάνω σε φύλλα τιτανίου, που χρησιμοποιείται ευρέως σε ιατρικές συσκευές, οι ερευνητές των εργαστηρίων «καλλιέργησαν» χημικά τροποποιημένες επιφάνειες που λειτουργούν ως «φράγματα» ανάμεσα στο τιτάνιο και το αίμα.

Εκ πρώτης όψεως, ένα υλικό το οποίο είναι «φοβικό» απέναντι στο αίμα θα φάνταζε αντίθετο στην όλη ιδέα του εμφυτεύματος, καθώς πιο συχνά οι επιστήμονες της βιοϊατρικής χρησιμοποιούν υλικά «φιλικά» προς το αίμα για να υπάρχει βιολογική συμβατότητα. «Αυτό που κάνουμε είναι ακριβώς το αντίθετο» λέει ο Κότα. «Παίρνουμε ένα υλικό που το αίμα δεν θέλει να έρχεται σε επαφή μαζί του, για να το κάνουμε συμβατό με το αίμα». 

Η βασική καινοτομία είναι το ότι η επιφάνεια είναι τόσο απωθητική, ώστε το αίμα «πιστεύει» πως δεν υπάρχει κανένα ξένο σώμα-υλικό εκεί.

Η ανεπιθύμητη αλληλεπίδραση του αίματος με τα ξένα υλικά είναι ένα σημαντικό πρόβλημα στην ιατρική έρευνα, τονίζει ο Ποπάτ. Με το πέρασμα του χρόνου, τα stent μπορούν να σχηματίσουν θρόμβους και άλλα εμπόδια και να προκαλέσoυν καρδιακές προσβολές ή εμβολισμούς. Συχνά οι ασθενείς χρειάζεται να χρησιμοποιούν αντιθρομβωτικά φάρμακα για το υπόλοιπο της ζωής τους- αλλά και αυτά δεν είναι πάντα ασφαλή.

«Ο λόγος για τον οποίο το αίμα πήζει είναι επειδή βρίσκει κύτταρα για να πάει και να προσκολληθεί. Κανονικά, το αίμα κυλάει στα κύτταρα. Αν μπορέσουμε να σχεδιάσουμε υλικά όπου το αίμα έρχεται ελάχιστα σε επαφή με την επιφάνεια, τότε δεν υπάρχει περίπτωση πηξίματος» τονίζει ο Ποπάτ.

Όπως σημειώνουν οι ερευνητές, η «καλλιέργεια» μιας επιφάνειας και η δοκιμή της στο εργαστήριο είναι μόνο η αρχή, καθώς αποσκοπούν στη διερεύνηση και άλλων παραγόντων θρόμβωσης και, μακροπρόθεσμα, στη δοκιμή πραγματικών ιατρικών συσκευών.