Degenerativni artritis više nije isključivo za stariju populaciju. Prema izveštaju Nacionalne službe zdravstvenog osiguranja koji pokriva godine od 2012. do 2022. godine, došlo je do povećanja prevalencije degenerativnog artritisa za 22,8% među ljudima u njihovim 20-im i 30-im godinama. Ovaj porast se pripisuje produženim periodima sedenja za stolom i prekomernom podizanju teške sportske opreme, što oboje može dovesti do značajnog oštećenja hrskavice.
Dok su veštački zglobovi uobičajen tretman, bakterijske infekcije predstavljaju izazove. Međutim, nedavna studija je predložila intrigantno rešenje koje uključuje upotrebu dagnji.
Zajednički istraživački tim, na čelu sa profesorom Hiung Joon Cha sa Odeljenja za hemijsko inženjerstvo i Škole za nauku i tehnologiju konvergencije, uspešno je razvio materijal za oblaganje implantata. Ovaj materijal, zasnovan na proteinima adhezije dagnji, dizajniran je da oslobađa antibiotike kao odgovor na invaziju bakterija. Istraživanje je objavljeno u onlajn izdanju časopisa Biomaterijali.
U implantološkim procedurama, bakterijske infekcije ne samo da ugrožavaju stabilnost implantata, već i izazivaju razne komplikacije. Štaviše, bakterije visoke otpornosti na antibiotike često dovode do ponovnih infekcija čak i nakon antibakterijskog tretmana, što zahteva dodatne procedure.
Iako je bilo aktivnog istraživanja materijala za oblaganje implantata sa antibioticima, pojavili su se brojni izazovi uključujući fizičko oštećenje materijala tokom procedure i potencijalno curenje antibiotika unutra.
U ovom istraživanju, tim je svoju pažnju usmerio na DOPA, jednu od aminokiselina koje se nalaze u proteinima adhezije dagnji. DOPA, ključna za robusnu adheziju uočenu kod dagnji, formira snažne veze sa metalnim jonima. Njegova interakcija sa jonima crnih metala je primetna jer slabi kako se kiselost (pH) smanjuje. Prepoznajući da invazija bakterija menja kiselost tela, tim je razvio novi materijal za oblaganje implantata.
Ovaj materijal sadrži antibiotike u normalnim uslovima, ali u slučaju bakterijske infekcije i naknadnog zakiseljavanja, oslobađa 70% antibiotika u roku od osam sati, efikasno eliminišući bakterije. Posebno, materijal pokazuje izuzetnu izdržljivost, pokazujući trenutnu antibakterijsku efikasnost čak i tokom faze regeneracije kosti (otprilike četiri nedelje) nakon procedure implantacije.
Količina antibiotika koje ispušta materijal odgovara obimu bakterijske infekcije, a istraživači su dodatno potvrdili antibakterijsku efikasnost materijala za oblaganje na osnovu različitih koncentracija bakterija. Posebno, veza između DOPA i jona gvožđa pokazala je izuzetnu otpornost na spoljašnje fizičke stimuluse, čineći je otpornom na abraziju i mehanička opterećenja na koja se susreću tokom procesa implantacije.
Profesor Hiung Joon Cha je rekao: „Neposredan i trajni antimikrobni efekat materijala za oblaganje implantata ima potencijal da značajno poveća stopu uspeha implantoloških procedura.“
Profesor Jun Ki Jo sa Nacionalnog univerziteta Kjungpook je dodao: „Selektivnim puštanjem antibiotika u odgovor na stvarnu potrebu, ovo bi moglo predstavljati revolucionarnu tehnologiju u sprečavanju pojave superbakterija u budućnosti.“
