Chemici die worden ondersteund door de Swiss National Science Foundation (SNSF) hebben een éénpotssyntheseproces ontwikkeld om nanodeeltjes in te kapselen. Dit type deeltje zou de antimicrobiële coating van implantaten kunnen verbeteren.

Westerse populaties leven langer en genieten een goede gezondheid. Meer en meer mensen, bijvoorbeeld jonge gepensioneerden, implantaten laten plaatsen om hun activiteiten voort te zetten. Maar zo'n operatie is niet zonder risico's:tijdens een operatie, bacteriën kunnen het oppervlak van het implantaat bereiken. Zodra ze het oppervlak hebben gekoloniseerd en een biofilm hebben gevormd, het implantaat moet worden verwijderd en de wond moet worden schoongemaakt. Er kan geen nieuw implantaat worden geplaatst totdat de infectie volledig is verdwenen. Deze complicaties treffen 2% van de kunstmatige heupgewrichten, 5-10% van kunstmatige kniegewrichten en bereiken 50% voor cardiale shunt- en stentoperaties.

Een manier om de groei van bacteriën op het oppervlak van het implantaat tegen te gaan, is het aanbrengen van een antimicrobiële coating. Een onderzoeksgroep, onder leiding van Katharina Fromm van de Universiteit van Fribourg, een dergelijke coating heeft ontwikkeld. Het ondergaat momenteel in vivo tests in een project dat wordt gefinancierd door de CTI. Deze coating geeft gedurende ongeveer drie maanden continu een antimicrobieel middel - zilverionen - af.

Coating met langer effect

Om de efficiëntie van de coating te verlengen, de onderzoekers werken momenteel aan een tweede generatie coating waarin het zilveren nanodeeltje zou worden ingekapseld in silica. Dit zou de stabiliteit van het nanodeeltje vergroten door het te isoleren van zijn omgeving. Het zou ook de diffusie van het zilver vertragen en de efficiëntie van de coating verlengen. Een ander voordeel van deze methode is dat cellen een veel groter aantal zilveren nanodeeltjes kunnen verdragen als ze ingekapseld zijn dan wanneer ze naakt zijn.

Hiertoe, hebben de onderzoekers ontwikkeld, in het kader van het Nationaal Onderzoeksprogramma "Smart Materials" (NHP 62), een éénpotssyntheseproces (*) om de nanodeeltjes in te kapselen. Hiermee kunnen ze de porositeit en de grootte van de silicacontainer bepalen in relatie tot het nanodeeltje dat het bevat. Onder de microscoop, het lijkt op een nanoscopische rammelaar.

Gerichte release

Om de prestaties van de coating nog verder te verbeteren, de onderzoekers - in samenwerking met de groep van prof. Christian Bochet - werken ook aan bacteriële sensoren die ze willen hechten aan de ingekapselde nanodeeltjes. Als zo'n sensor aanwezig zou zijn, het zilver zou alleen vrijkomen als er een ziekteverwekker in de buurt was. Deze gerichte afgifte zou de efficiëntie van de bescherming verder verlengen en zou voorkomen dat zilver onnodig in het organisme vrijkomt.

De door de onderzoekers ontwikkelde synthese maakt de ontwikkeling mogelijk van verschillende soorten containers voor verschillende nanodeeltjes. Het toepassingspotentieel van deze nano-rammelaars is dan ook aanzienlijk:door de porositeit van de container te regelen, het is bijvoorbeeld mogelijk om te controleren welke moleculen in de buurt van de nanodeeltjes kunnen komen. Dit, beurtelings, zou het mogelijk maken om een ​​nanoreactor te maken waarin een chemische reactie kan plaatsvinden. De techniek kan ook nieuwe batterijontwerpen mogelijk maken waarin elk ingekapseld nanodeeltje de rol van een elektrode zou spelen.