Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне придумали особое покрытие для ортопедических имплантатов, которое предупреждает инфекции и механическую перегрузку. Вдохновением для идеи послужили крылья цикад, содержащие на себе наностолбики.
Пока что не существует адекватного способа борьбы с инфекциями, которые поражают до 10% пациентов с костными имплантатами. Ионы тяжёлых металлов для борьбы с бактериями могут привести к повреждению близлежащих тканей, а покрытие из антибиотиков имеет определённый срок годности. Команда учёных попробовала фольгированное покрытие для имплантатов с наностолбиками, похожими на те, что находятся в крыльях цикад. Когда бактериальные клетки соприкасаются со столбиками, те прокалываются и погибают.
Затем учёные нанесли на вторую сторону плёнки гибкие микродатчики, способные измерять механическую нагрузку на имплантаты, на которые было нанесено покрытие. Это может не только дать врачам информацию о том, как тело заживает вокруг имплантата, но и отправить предупреждение, если нагрузка на искусственный сустав станет слишком большой.
В тестах на животных покрытие показало себя безупречно, защищая от бактерий мышей и отправляя сигналы стресса от спинных имплантатов у овец. Пока что разработке требуется внешний источник питания, хотя учёные утверждают, что уже работают над беспроводным решением.