Через несколько лет хирурги смогут просто использовать клей для соединения имплантатов с живой тканью вместо использования иглы и нити. Основа для этого теперь заложена учеными, которые взяли секрет чрезвычайно прочных клейких нитей мидий в качестве модели для синтетического краба.
Проект звучит смело: клей предназначен для приваривания имплантатов, таких как искусственные клапаны сердца или сосудистые протезы, к собственным тканям тела без каких-либо напряженных швов. Облученное УФ-лампой соединение должно быстро затвердеть, чтобы уже через 30 секунд инородное тело прочно закрепилось в теле больного.
Объект модели зубного имплантата
Но химик Клаус Ришка Фраунгофер из Института производственных технологий и прикладных исследований материалов IFAM убежден, что этот сценарий скоро станет реальностью. В проекте, получившем награду в инновационном конкурсе по продвижению медицинских технологий, консорциум сначала хочет продемонстрировать пригодность клея для зубного имплантата из титана.
До настоящего времени зубные имплантаты закреплялись в челюстной кости без клея. Раз за разом это приводит к тому, что между десной и металлом остаются полости, через которые могут проникнуть бактерии и вызвать воспаление. Клей, который прочно соединяет десны с имплантатом, будет барьером против агрессивных микробов. Однако обычные продукты для этого не подходят, поскольку они рано или поздно растворяются во влажной среде. Лучшим примером этого является склеенная чашка, которая снова разлетается на куски после нескольких циклов мытья в посудомоечной машине.
Мидия как образец для подражания
Вот почему специалисты Fraunhofer осмотрели природу и нашли гениальное решение с мидиями. Морские существа на большой шаг впереди химиков. В ходе эволюции они разработали клей, который не только работает под водой, но и склеивает особенно прочно и надолго. Мидии прилипают ко всем мыслимым поверхностям, от пористой скалы до гладкого корпуса корабля. Они особенно прочно сидят на металле и практически не снимаются даже с тефлона, к которому практически ничего не прилипает.
Белок обеспечивает прочное соединение. Химики IFAM теперь могут синтетически производить важнейшие части вещества. Совместно с Европейским космическим агентством ESA вы уже разработали клей, который будет использоваться в пилотируемых космических полетах для повседневного ремонта.
Для того, чтобы быть в состоянии помочь в медицине, необходим еще один ингредиент: белок роста, который также может быть получен синтетическим путем с использованием классической методики твердофазного синтеза пептидов. Он предназначен для стимулирования роста, так что собственная ткань организма, в данном случае десна, особенно плотно прилегает к имплантату. Третий компонент - классический полимер в качестве носителя.
Заявки не ранее, чем через пять-шесть лет
В ближайшие два года химики, врачи и техники хотят заложить основы для практического использования. Цель состоит в том, чтобы создать оптимальный клей и доказать его эффективность и совместимость с клеточными культурами. Если это удастся, можно будет начать следующий проект с экспериментами на животных. Однако, по словам Ришки, может пройти еще от пяти до десяти лет, прежде чем клей начнет применяться у людей.
В исследовательском проекте также участвуют проф. доктор Роберт Садер в качестве координатора проекта из Франкфуртской университетской клиники, д-р. Хендрик Баргель из Биотехнологического центра Технического университета Дармштадта, Государственного института испытаний материалов (MPA) и д-р. Марко Виланд из Фрайбургского производителя имплантатов Straumann.