Titanijum ima mnoge osobine koje ga čine odličnim izborom za implantate. Njegova mala gustina, visoka krutost, visok biomehanički odnos snage i težine, kao i otpornost na koroziju, doveli su do njegove primene u raznim vrstama implantata, od zubnih do onih za zglobove. Međutim, metalni implantati imaju jedan uporan problem – njihova površina predstavlja idealno okruženje za nakupljanje mikroba, što može dovesti do hroničnih infekcija i upala okolnog tkiva. Kao rezultat toga, između pet i deset procenata zubnih implantata propadne i mora biti uklonjeno u roku od 10 do 15 godina kako bi se sprečile ozbiljne infekcije u krvi i drugim organima.

Novo istraživanje sa Univerziteta u Pitsburgu, sprovedeno u Školi inženjeringa Svonson, donosi revolucionarni tretman za ove infekcije. Tim, predvođen dr Tagbom Niejpom, koristi elektrohemijsku terapiju (ECT) kako bi poboljšao efikasnost antibiotika u uništavanju mikroorganizama.

„Nalazimo se u krizi sa antibioticima – većina ih više ne funkcioniše. Zbog rezistencije koju mikroorganizmi razvijaju, antimikrobni lekovi postaju neefikasni, naročito kod ponavljajućih infekcija,“ objašnjava dr Niepa, autor studije i vanredni profesor hemijskog i naftnog inženjeringa na Školi inženjeringa Svonson, sa dodatnim angažmanima u oblasti građevinskog, ekološkog i bioinženjeringa.

Ova tehnika koristi slabu električnu struju koja oštećuje ćelijsku membranu mikroba bez oštećenja zdravog okolnog tkiva.

„Antibiotici postaju efikasniji kada su ćelije istovremeno izložene efektima povećane propustljivosti izazvane električnim strujama. Ovo omogućava da čak i bakterije otporne na lekove postanu podložne tretmanu i budu uništene.“

Ovaj inovativni metod prolaskom slabe električne struje kroz metalni implantat narušava strukturu mikroorganizama koji su se na njemu pričvrstili. Oštećena membrana mikroba povećava propustljivost, što ih čini znatno ranjivijim na antibiotike. S obzirom na to da većina antibiotika deluje samo na ćelije koje se razmnožavaju, one ne utiču na uspavane mikroorganizme, što često dovodi do ponovne infekcije. ECT stvara elektrohemijski stres u svim ćelijama, čineći ih osetljivijim na antibiotike.

Istraživači se nadaju da će ova tehnologija promeniti način lečenja infekcija. Fokus istraživanja bio je na gljivici Candida albicans (C. albicans), jednoj od najčešćih i najopasnijih gljivičnih infekcija povezanih sa zubnim implantatima. Međutim, iako je primena u stomatološkim implantatima posebno uzbudljiva, dr Niepa ističe da ova tehnologija ima potencijal i za druge medicinske primene, poput tretmana rana.