Радиационная стерилизация в медицине. Новые возможности использования.

Медицинские канюли, одноразовые шприцы, диализные трубки, фармакологическая упаковка - абсолютно стерильные предметы. Наиболее часто для уничтожения бактерий, вирусов, грибков, спор и других проявлений биологической жизни используют пучки ускоренных электронов с высокой энергией.

В Фраунгоферском университете эта методика успешно используется для уничтожения опасных организмов в семенах. Сам процесс занимает миллисекунды, во время которого происходит разрушение ДНК вредителя, лишая его возможности размножаться. Теперь ученые планируют открыть новую страницу использования методики. Они изучают возможность стерилизовать и модифицировать органические ткани, что позволит значительно расширить возможности современной медицины.

Один из участников проекта поясняет: «Мы воздействуем на биологические ткани ускоренными электронами при нормальном атмосферном давлении и температурном режиме ниже 40 градусов. При этом процессе электроны начинают проникать в ткани. Это методика называется низкоэнергетическая электронно-лучевая обработка. Глубину проникновения можно отрегулировать так, что внешняя поверхность стает стерильной, ткани не нагреваются, а клетки остаются неизменными. Мы создали управляющий модуль, который полностью контролирует силу и интенсивность воздействия, а также глубину проникновения».

Используя ускоренные электроны, ученые целенаправленно манипулировали свойствами ткани и успешно достигать необходимых изменений. В качестве биологической модели для эксперимента был выбран перикард сердца свиньи. Клапаны сердца этого животного часто используются в качестве имплантатов при операции по замене клапанов. Однако срок функционирования этого клапана составляет не более 15 лет.

Такой срок службы объясняется тем, что в процессе операции для стерилизации и лучшего соединения тканей используется химическое соединение - глутаровый альдегид, который запускает интенсивные процессы кальцификации в имплантируемом клапане. Ускоренные электроны могут стать новой безопасной альтернативой в расщеплении и связывании органических соединений. В ходе эксперимента ученые сумели «сшить» молекулы коллагена.

Для изучения толерантности клеток к стерилизации ускоренным пучком электроном, ученые провели эксперимент облучением тканей в культивируемых образцах. В образцах, где использовалось соединение альдегида, рост клеток был незначительный. В культурах ткани, которые обрабатывались пучком электронов, клетки росли и даже делилась. Контрольная группа образцов показала схожие результаты.

Большие перспективы нового метода и в сосудистой хирургии. При лечении заболеваний кровеносных сосудов используют искусственные протезы, сделанные из полимеров. Однако диаметр полимерного протеза ограничен 6 миллиметров из-за возрастающей опасности тромбоза. В этих случаях используют только органические имплантаты, а их стерилизация очень проблематична. Мышечные и эндотелиальные клетки внутреннего слоя не должны быть поврежденными.

Используя части аорты, ученые успешно провели эксперимент с сосудистым трансплантатом. Ученые отрегулировали глубину проникновения электронов до 23 микрометров и процессу стерилизации подверглись только внешние слой аорты при этом остальные клетки сосуда остались не тронутыми. В тоже время микроорганизмы, которые были в образце, были уничтожены в течение нескольких секунд.

Быстрая обработка в сочетании с компактным дизайном новой модели ускорителя электронов делает его идеальным инструментом для использования в операционной и отделениях трансплантологии. Сейчас ученые работают над усовершенствованием прибора и полной его адаптации к работе в условиях хирургического отделения.

 
© 2011 civco.com.ua
Контактная информация