یون‌های دوقطبی یا «زویتریون‌ها»(Zwitterions) ماکرومولکول‌های معمولی هستند که در سلول‌های انسان یافت می‌شوند. پژوهشگران «دانشگاه سیدنی»(USYD) از زویتریون‌ها برای ایجاد موادی استفاده کرده‌اند که می‌توانند از تشکیل شدن لخته‌های خون در دستگاه‌های پزشکی و ایمپلنت‌ها جلوگیری کنند.

به نقل از سیدنی مورنینگ هرالد، با توجه به جمعیت بالای افراد مبتلا به نارسایی دریچه قلب، دستگاه‌های پزشکی مانند دریچه‌های مصنوعی قلب و استنت‌ها نقش مهمی را در نجات زندگی ایفا می‌کنند اما پروتئین‌های موجود در خون می‌توانند به کناره‌ دستگاه‌های پزشکی بچسبند و با تجمع کردن به مرور زمان لخته خون را تشکیل دهند. برطرف کردن این مشکل اغلب به جراحی تهاجمی برای برداشتن یا جایگزینی ایمپلنت نیاز دارد.

دکتر «سینا نفیسی» سرپرست این پژوهش گفت: ایمپلنت‌های پزشکی دائما تحت فشار هستند تا در بدن انسان عمل کنند. دریچه قلب دائما تحت فشار بالا برای پمپاژ خون است و در طول ۱۰ سال، نیم میلیارد بار باز و بسته می‌شود. میانگین عمر ایمپلنت‌های دریچه قلب در حال حاضر کمتر از ۱۰ سال است و همیشه خطر تخریب یا بروز عوارض جانبی وجود دارد. ما با استفاده از مواد پوشیده‌شده با زویتریون‌ قصد داریم خطر لخته شدن خون را کاهش دهیم و طول عمر دریچه‌های مصنوعی قلب و سایر ایمپلنت‌های پزشکی را بالا ببریم.

جهان پر از مولکول‌های دارای بار مثبت و منفی است که تعامل آنها با یکدیگر، شیمی زندگی را پیش می‌برد. زویتریون‌ها مولکول‌های قابل توجهی هستند زیرا بار مثبت و منفی دارند که آنها را خنثی می‌کند. واژه «زویتر»(Zwitter) که در زبان آلمانی به معنای «هیبرید» است، این رفتار را منعکس می‌کند. زویتریون‌ها در ایجاد پیوند با مولکول‌های آب نیز بسیار موثر هستند.

زویتریون‌ها در حال حاضر در سلول‌های ما به عنوان بخشی از غشای سلولی وجود دارند. آنها یک لایه نازک از آب را به وجود می‌آورند و مطمئن می‌شوند که خون و سایر پروتئین‌ها از طریق قلب و سایر اندام‌ها بدون چسبیدن به سطوح دیگر حرکت می‌کنند.

نفیسی و گروهش از توانایی شیمیایی خنثی اما آب‌دوست زویتریون‌ها استفاده کردند. مانند اکتشافات علمی پیشین که با الهام از طبیعت انجام شده بودند، نفیسی و گروهش از غشای سلولی الهام گرفتند و در حال حاضر برای تقلید از آن تلاش می‌کنند. هدف آنها طراحی موادی است که می‌توانند طول عمر ایمپلنت‌های پزشکی را افزایش دهند.

این گروه پژوهشی در حال حاضر یک پوشش زویتریونیک را ایجاد کرده‌اند که در آن، قسمت‌هایی از ماده با پوشش تنها چند نانومتر با یک زره آبکی پوشیده شده‌اند. روی مواد بدون پوشش، آب به بیرون از مرزهای ماده رانده می‌شود.

دکتر «سپهر طالبیان» از پژوهشگران این پروژه گفت: ما در حال حاضر در حال بررسی فرمولاسیون‌های جدیدی هستیم که می‌توانند به صورت شیمیایی به سطح هر نوع ایمپلنت ساخته‌شده از بافت، فلز یا پلاستیک متصل شوند و تعامل آنها را با خون کاهش دهند.

این پژوهش در مجله «Cell Biomaterials» به چاپ رسید.