Een supergladde coating die wordt ontwikkeld in een laboratorium van de Universiteit van Wisconsin-Madison kan medische katheters ten goede komen, fabrieksuitrusting, en zelfs ooit, olietankers.

De coating bevat een smeerolie die de aanhechting van bacteriën tegengaat. Een eerste commercieel doelwit zijn katheters, die worden gebruikt om vloeistoffen in de geneeskunde toe te dienen of te verwijderen.

Katheters worden vaak gekoloniseerd door bacteriën die een taaie "biofilm" vormen die bestand is tegen middelen die ze anders zouden doden.

Tussen 250, 000 en 500, 000 katheterinfecties in de Verenigde Staten kosten elk jaar miljarden door toegenomen gebruik van antibiotica, langer verblijf in het ziekenhuis, en de noodzaak om de katheter te vervangen.

UW-Madison, professor in de chemische technologie, David Lynn, creëert de gepatenteerde coating door een object afwisselend in twee polymeeroplossingen te dompelen.

De Wisconsin Alumni Research Foundation heeft verschillende patenten op het werk van Lynn en heeft het project ingeschreven in het WARF Accelerator Program. Volgens WARF Accelerator-directeur Greg Keenan, "Het supergladde oppervlak zou infecties kunnen verminderen, blokkades en kosten verbonden aan katheters."

WARF Accelerator is bedoeld om de risico's van veelbelovende technologieën te verminderen en het pad naar licentieverlening door een bedrijf te vergemakkelijken. "Het doel van WARF Accelerator is om industriële partners of investeerders aan te trekken door het marktpotentieel te valideren, commerciële waarde aantonen, en de risico's van de onderliggende technologie te verkleinen, ' zegt Keenan.

Inkomsten uit licenties zijn de belangrijkste bron van de miljoenen dollars die WARF jaarlijks naar UW-Madison stuurt om onderzoek te ondersteunen, salarissen, gebouwen en apparatuur.

De nieuwe coating kan ook worden toegediend met antibiotica met langzame afgifte, die schimmels en bacteriën in de bloedbaan of urinewegen kunnen doden, waar vaak katheters worden gebruikt.

Met Helen Blackwell, een professor in de chemie aan UW-Madison met uitgebreide kennis van bacteriegroei, Lynn heeft aangetoond dat de "gladde, met vloeistof doordrenkte poreuze oppervlakken" (SLIPS) inderdaad voorkomen dat bacteriën op glazen oppervlakken groeien.

Lynn's gladde coatings zijn geïnspireerd op bepaalde bladeren van planten, waardoor water tot bijna bolvormige druppels parelt. "Er is veel moeite gedaan in de materiaalwetenschap om synthetische nabootsingen van die bladeren te ontwikkelen, "zegt Lynn.

Lynn's SLIPS zijn poreuze materialen die worden gemaakt door een object in twee polymeeroplossingen te dompelen. De coatings zijn ongeveer drie miljoenste van een meter dik, ongeveer 25 keer dunner dan een vel papier.

Veel processen, zoals die worden gebruikt in computerchips en zonnepanelen, kan platte voorwerpen coaten. Maar Lynn's dip-and-redip-proces kan complexe of gebogen oppervlakken bekleden, zoals beide oppervlakken van een katheter.

Ongeveer een jaar geleden, financiering en ondersteuning van WARF Accelerator begon het coatingproces "de-risking" te ondersteunen. Katheters, Lynn merkt op, "moet bestand zijn tegen buigen, sterilisatie, oprollen, en zes maanden op een plank zitten zonder droog of broos te worden."

Lynn's coatings voelen ultraglad aan, maar hun ruwe interieur kan chemicaliën bevatten. "Deze ladingen kunnen bacteriën of schimmels doden, " zegt Lynn. "Dat zou kunnen helpen om vervuiling door bacteriën verder te voorkomen en de levensduur van deze materialen te verlengen."

En omdat de coatings de hechting van veel stoffen tegengaan, inclusief water, olie, ketchup en mosterd, ze kunnen nuttig zijn bij de voedselverwerking.

Keenan, directeur van WARF Accelerator, zegt, "Mijn ervaring bij LiquiGlide, die een andere gladde coating commercialiseert, leerde me dat stroperige vloeistoffen die aan vaste oppervlakken kleven, resulteren in miljarden dollars aan verspilling en inefficiëntie. Ik zag uit de eerste hand de enorme economische, milieu, en gezondheidsvoordelen die kunnen worden gerealiseerd met deze nieuwe met vloeistof doordrenkte coatings in een breed scala aan toepassingen, van consumentenverpakkingen tot chemische productie tot medische hulpmiddelen."

Katheters dragen vloeistof, die de smeerolie of het antibioticumadditief na verloop van tijd zou kunnen verwijderen, zegt Lynn. "We moesten kijken wat er zou gebeuren in een slagader of ader die in contact komt met bloed. Kunnen deze coatings ook stolling voorkomen? Kunnen ze overleven in de zoutrijke omgeving van een urinekatheter? Hoe effectief is de antibacteriële werking?"

Tot dusver, een jaar examen heeft geen ernstige obstakels aan het licht gebracht, zegt Lynn. "Dit zijn het soort tests dat WARF Accelerator kan ondersteunen en die verder gaan dan het gebruikelijke onderzoeks- en ontwerpwerk dat we doen, maar die nuttig zijn voor bedrijven die deze technologie mogelijk in licentie willen nemen. De technologie wordt minder riskant voor hen, en winstgevender voor WARF. De uiteindelijke winnaar wordt de universiteit."