Pola magnetyczne może pomóc w walce z zapaleniem stawów

Krótkie wystawienie na zmienne pole magnetyczne może w przyszłości zastąpić operacje i antybiotyki w leczeniu infekcji sztucznych stawów – donoszą najnowsze badania.

Naukowcy z UT Southwestern Medical Center wykazali, że przemienne pola magnetyczne o wysokiej częstotliwości - te same co w kuchenkach indukcyjnych - mogą być użyte do zniszczenia bakterii, które są otoczone śliskim "biofilmem" rosnącym na metalowej powierzchni. Biofilm to skupisko mikroorganizmów, które utrudnia lekom oraz komórkom odpornościowym dostęp do powodujących infekcję zarazków.

Technologia opracowana przez doktórow Choprę i Greenberga polega na podgrzewaniu przez pole magnetyczne powierzchni sztucznych stawów, co generuje prądy elektryczne, a w efekcie ciepło. Jeśli kierunek pola magnetycznego szybko się zmienia (np. wysoka częstotliwość), prądy elektryczne przepływają tylko wzdłuż zewnętrznej krawędzi metalu, czyli tam gdzie znajduje się biofilm.

„To był nagły przebłysk w rozmowie" - mówi dr Chopra. „Masz patogen, którego nie da się wyleczyć konwencjonalnymi lekami i masz efekt fizyczny w postaci ciepła na powierzchni metalu, które często jest komplikacją w obrazowaniu przy pomocy rezonansu magnetycznego. Połączyliśmy te dwie rzeczy i wpadliśmy na rozwiązanie."

Dr Greenberg, profesor chorób wewnętrznych i mikrobiologii, twierdzi, że zakażenia związane z biofilmem są jednym z najpoważniejszych powikłań wymiany stawów kolanowych i stawów biodrowych, często wymagającym wielu zabiegów. "Poszukiwaliśmy lepszych sposobów na ich leczenie. Nasz pomysł polegał na umieszczeniu cewki wokół stawu i poprowadzeniu przez nią prądu w celu utworzenia zmiennego pola magnetycznego. Tkanka ludzka nie jest przewodząca, ale metal jest, więc tylko implant może się nagrzać."

Wykorzystując sztuczne stawy, naukowcy wykazali, że podgrzanie niszczy biofilm i zabija bakterie. Odkryli również, że wzrost temperatury zwiększa efektywność terapii antybiotykowej. „Pomyślmy przez chwilę o cieple jak o leku. Czasami chcemy wiedzieć, czy leki działają synergistycznie, a tak jest z antybiotykami i polem magnetycznym. To znaczy, że można użyć niższych stężeń obu, co ma znaczenie dla bezpieczeństwa, jak i dla kosztów".

Testy bezpieczeństwa na myszach wykazały, że silne, ale krótkotrwałe dawki pola zmniejszają uszkodzenia otaczających tkanek. Duża moc szybko osiąga docelową temperaturę na powierzchni metalu, dzięki czemu otaczające tkanki nie zdążą się nagrzać.

W ciągu roku w Stanach Zjednoczonych przeprowadza się więcej niż milion operacji wymiany stawu biodrowego i kolanowego, a liczba ta ma nadal wzrastać w związku z postępująca otyłością i starzeniem się populacji.

Podczas gdy infekcje sztucznych stawów zdarzają się rzadko, gdy się już pojawią są wyjątkowo trudne do wyleczenia. Obecna procedura obejmuje usunięcie stawu pokrytego biofilmem, wszczepienie „wypełniacza", sześciotygodniową terapię antybiotykami, a następnie powtórne wszczepienie sztucznego stawu, które jest trudniejsze niż pierwotna operacja. Pacjenci zostają po niej wyłączeni z normalnej aktywności na miesiące.

„Zapalenia sztucznych stawów są druzgocącym powikłaniem dla chorych i znacznym obciążeniem finansowym naszego systemu opieki zdrowotnej" - powiedział ortopeda dr Kenneth Estrera. „Opisywane tutaj badanie może doprowadzić do rozwiązania problemu będącego największym wyzwaniem dla chirurgii stawów."

(KB)