Variniai intrauteriniai prietaisai yra įprasta kontracepcijos priemonė dėl savo ilgalaikio poveikio ir įperkamumo. Tačiau pirmieji naudojimo mėnesiai yra susiję su keliais šalutiniais poveikiais.
Kai varinė IUD pirmą kartą implantuojama į gimdą, joje vyksta cheminė reakcija su gimdos skysčiu. Ši reakcija korozuoja jo paviršių, sukeldama vario jonų sprogimą, o tai gali sukelti tokius simptomus kaip mėnesinių ciklo sutrikimai, padidėjęs menstruacijų skausmai ir dubens uždegiminė liga.
Į Biointerfazėsmokslininkai iš Čangčuno universiteto ir Šiaurės rytų normaliojo universiteto įkvėpimo sėmėsi iš įprasto kambarinio augalo, kad sukurtų geresnę ir saugesnę vario spiralę.
Tyrėjai pastebėjo, kad potoso lapai yra hidrofobiniai – išskirtinė lapo paviršiaus mikrostruktūra, dėl kurios vandens lašeliai susisuka ir nuslysta.
Komanda suprato, kad šio modelio pamėgdžiojimas ant varinės IUD paviršiaus gali atstumti gimdos skystį. Mažesnis kontaktas tarp paviršiaus ir skysčio sumažintų koroziją, išskirdama mažiau vario jonų ir sušvelnintų šalutinį poveikį.
Skenuojančiu elektroniniu mikroskopu mokslininkai pastebėjo, kad išdžiūvęs potoso lapas buvo padengtas keterų ir šešiakampių slėnių sistema.
Tyrėjai kiekybiškai įvertino šį modelį, apskaičiuodami vidutinį keterų skersmenį, slėnių gylius ir kampą tarp kiekvieno keteros ir slėnio. Tada supaprastintas, biologiškai įkvėptas raštas buvo išgraviruotas ant IUD paviršiaus naudojant lazerius.
„Pothos struktūra pasiūlė paprastumo, stabilumo ir efektyvumo pusiausvyrą, todėl ji puikiai tinka mūsų tikslui tobulinti varines IUD”, – sakė autorius Junbo Liu.
Tyrėjai pastebėjo, kad graviruotas paviršius atstumė vandenį žymiai geriau nei tradicinė IUD. Išbandę IUD koroziją, mokslininkai nustatė, kad ji į imituojamą gimdos skystį išskiria mažiau vario jonų. Ląstelių gyvybingumo ir citotoksiškumo tyrimai nustatė galimą audinių atsaką į ląsteles, kurios liečiasi su IUD.
Palyginti su tradicine vario spirale, augalų įkvėptas prietaisas yra labiau hidrofobiškas ir atsparesnis korozijai, išskiria mažiau vario jonų, sukelia mažiau ląstelių žūties ir padidina ląstelių gyvybingumą.
Lazerinis tekstūravimo metodas yra keičiamas ir leidžia išvengti tiekimo grandinės rizikos, susijusios su mišrių metalų IUD kūrimu ir polimerinių IUD dangų degradavimu.
Komanda planuoja optimizuoti savo prototipą didesnio masto lazeriniam modeliavimui ir efektyviai gamybai bei atlikti in vivo tyrimus, kad išmatuotų ilgalaikį jų IUD elgesį.
„Platesniu lygmeniu šis tyrimas parodo, kaip natūralių struktūrų įkvėpta paviršiaus inžinerija gali pasiūlyti novatoriškus biomedicinos iššūkių sprendimus, sujungiant medžiagų mokslą su moterų sveikatos priežiūra”, – sakė Liu.