Apraksts
Medicīniskie titāna implanti, ir kļuvuši par neatņemamu mūsdienu medicīnas sastāvdaļu – tos izmanto ortopēdijā, zobārstniecībā un citās jomās. Tomēr viena no galvenajām problēmām pēc implanta ievietošanas ir baktēriju kolonizācija uz tā virsmas. Mikroorganismi var pieķerties implantam, veidot bioplēves un izraisīt infekcijas, kas sarežģī ārstēšanu un dažkārt pat prasa implanta izņemšanu.
Projekts LASANTi piedāvā inovatīvu risinājumu šai problēmai – īpašu titāna implantu virsmas apstrādes tehnoloģiju, kuras pamatā ir nanosekunžu lāzerapstrāde. Ar precīzu lāzera impulsu palīdzību uz titāna virsmas tiek veidotas īpašas mikro- un nanostruktūras. Šīs struktūras būtiski maina virsmas īpašības, vienlaikus radot arī izmaiņas materiāla ķīmiskajā sastāvā.
Šādas strukturētas virsmas iedarbojas uz baktērijām gan fizikālā, gan ķīmiskā līmenī. Lāzerapstrādes laikā uz titāna implanta virsmas veidojas mikro- un nanostruktūras, kas mehāniski apgrūtina mikroorganismu spēju pieķerties materiālam. Vienlaikus virsmas apstrāde izraisa arī ķīmiskā sastāva izmaiņas, tostarp veidojas titāna dioksīda slānis. Šo faktoru kombinācija samazina baktēriju adhēziju un kavē bioplēvju veidošanos. Svarīgi, ka šis efekts tiek panākts bez papildu ķīmisku pārklājumu vai antibiotiku izmantošanas, izmantojot tikai kontrolētas virsmas struktūras un lāzera inducētas ķīmiskās izmaiņas.
LASANTi demonstrē, kā modernās lāzertehnoloģijas un materiālzinātne var palīdzēt radīt drošākus medicīniskos implantus, samazinot infekciju risku un uzlabojot pacientu ārstēšanas rezultātus. Tehnoloģija tiek eksperimentāli pārbaudīta sadarbībā ar Rīgas Stradiņa universitāti.
Sasniedzamie rezultāti
Projekta mērķis ir validēt uz lāzera balstītu apstrādes procesu antibakteriālu titāna virsmu izgatavošanai. Projekta ietvaros paredzēts pierādīt, ka ar lāzeru strukturēts titāns spēj uzticami samazināt baktēriju kolonizāciju standartizētos laboratorijas apstākļos. Izvērtējot procesu atkārtojamības, mērogojamības un piemērotības rūpnieciskās integrācijas ziņā, projekts noteiks šīs tehnoloģijas potenciālu turpmākai pielietošanai medicīniskajos implantos, īpaši gūžas un ceļa locītavu protēzēs.
Ieguvums
Izstrādātā tehnoloģija var būtiski samazināt baktēriju kolonizāciju uz medicīnisko implantu virsmām, tādējādi mazinot ar implantāciju saistīto infekciju risku. Tas var samazināt nepieciešamību pēc atkārtotām operācijām, ierobežot antibiotiku lietošanu un mazināt veselības aprūpes izmaksas. Rezultātā iespējams būtiski uzlabot pacientu ārstēšanas rezultātus un dzīves kvalitāti. Turklāt ķīmiski neitrālā lāzerapstrādes metode veicina ilgtspējīgu un videi draudzīgu medicīnas tehnoloģiju attīstību.