Implantati od tekućeg metala koji se samorazgrađuju

Trenutačno se mali metalni medicinski implantati moraju ili kirurški ukloniti iz tijela nakon što više nisu potrebni, ili ostaviti unutra na neodređeno vrijeme – a oboje može dovesti do komplikacija.

Međutim, sada su znanstvenici osmislili metodu kako ih razgraditi pomoću tekućeg metala. Pod vodstvom doc. prof. Giovannija Traversa i postdoktorandice Vivian Feig, tim s MIT-a oslonio se na proces poznat kao LMA (liquid metal embrittlement) koji se događa kada tekući metal prodire kroz zrna čvrstog metala, koja razdvajaju sićušne kristale od kojih se sastoji.

U početku su znanstvenici pokušavali iskoristiti proces kako bi razgradili uređaje ugrađene u gastrointestinalni trakt. Znali su da mekani metal galij dobro funkcionira na tvrdom aluminiju, pa su eksperimentirali s legurom galija – eutektičkim galij-indijem (EGaIn) – zajedno s djelomično aluminijskim uređajem za isporuku lijekova.

Taj prototip uređaja u obliku slova Y sastojao se od polimernih krakova napunjenih lijekom spojenih s polimernim središtem pomoću aluminijskih spojnih cijevi. Ideja je bila da bi se, nakon što se ubaci u pacijentov trakt, bezopasno smjestio na mjestu i postupno otpuštao svoj lijek, dok se ne bi raspao i izbacio s izmetom.

U ispitivanjima na životinjama, nakon što je uređaj postavljen na mjesto u traktu, oralno je primijenjena otopina koja je sadržavala EGaIn. Dok je tekućina prelazila preko uređaja, uzrokovala je degradaciju aluminijskih konektora, što je omogućilo da se uređaj raspadne i izađe iz tijela. Važno je da su studije na glodavcima pokazale da je EGaIn netoksičan i biokompatibilan, iako se moraju provesti daljnja istraživanja o njegovom učinku na ljude.

Zahvaljujući uspjehu s uređajem za isporuku lijekova, znanstvenici su također uspjeli razgraditi aluminijski stent ugrađen u tkivo jednjaka. Pomaknuvši se izvan gastrointestinalnog trakta, pokušali su aplicirati EGaIn na aluminijske kirurške spajalice koje se koristi za držanje zatvorenih rana. Uklanjanje kirurških spajalica tradicionalnim sredstvima, ponekad može oštetiti zacijeljeno tkivo.

Utvrđeno je da je tekući metal uzrokovao raspadanje aluminijskih spajalica u roku od nekoliko minuta. Dodatno, ako bi se spajalice koristile u stvarnom scenariju, rezultirajući aluminijski fragmenti navodno ne bi predstavljali problem.

Istraživanje opisano u radu koji je nedavno objavljen u časopisu Advanced Materials možete pronaći na ovoj poveznici.