Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Ученые разработали метод предотвращения смертельных внутрибольничных инфекций без антибиотиков

Больница или медицинская клиника могут быть последним местом, где вы ожидаете подхватить неприятную инфекцию, но примерно 1,7 миллиона американцев делают это каждый год, что приводит к почти 100 000 смертей от осложнений, связанных с инфекцией, и примерно 30 миллиардам долларов прямых медицинских расходов.

Эксперты говорят, что основными виновниками, на которые приходится две трети этих инфекций, являются медицинские устройства, такие как катетеры, стенты, сердечные клапаны и кардиостимуляторы, поверхности которых часто покрываются вредными бактериальными пленками. Но новая обработка поверхности, разработанная группой ученых под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, может помочь повысить безопасность этих устройств и снизить экономическую нагрузку на систему здравоохранения.

Новый подход, проверенный как в лабораторных, так и в клинических условиях , включает в себя нанесение тонкого слоя так называемого цвиттерионного материала на поверхность устройства и постоянное связывание этого слоя с нижележащим субстратом с помощью облучения ультрафиолетовым светом. Образовавшийся барьер не позволяет бактериям и другим потенциально опасным органическим материалам прилипать к поверхности и вызывать инфекцию.

Выводы команды опубликованы 19 мая в журнале Advanced Materials.

В лаборатории исследователи применили обработку поверхности к нескольким часто используемым материалам для медицинских устройств, а затем проверили устойчивость модифицированных материалов к различным типам бактерий, грибков и белков. Они обнаружили, что обработка уменьшила рост биопленки более чем на 80%, а в некоторых случаях до 93%, в зависимости от микробного штамма.

«Модифицированные поверхности продемонстрировали надежную устойчивость к микроорганизмам и белкам, и это именно то, чего мы стремились достичь», — сказал Ричард Канер, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе по инновациям в области материалов доктор Мён Ки Хонг и старший автор исследования. «Поверхности значительно уменьшили или даже предотвратили образование биопленки.

«И наши ранние клинические результаты были выдающимися», — добавил Канер.

В клиническом исследовании приняли участие 16 длительно использующих мочевые катетеры, которые перешли на силиконовые катетеры с новой цвиттерионной обработкой поверхности. Этот модифицированный катетер является первым продуктом, произведенным компанией, основанной Канером на базе его лаборатории, SILQ Technologies Corp., и был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для использования у пациентов.

Десять пациентов описали свое состояние мочевыводящих путей при использовании катетера с обработанной поверхностью как «намного лучше» или «намного лучше», а 13 предпочли продолжить использование нового катетера по сравнению с обычными вариантами из латекса и силикона после окончания периода исследования.

«Одна пациентка приехала в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе несколько недель назад, чтобы поблагодарить нас за то, что мы изменили ее жизнь — что-то, что я как материаловед никогда не считал возможным», — сказал Канер. «Ее предыдущие катетеры блокировались через четыре дня или около того. Она испытывала боль и нуждалась в повторных медицинских процедурах, чтобы заменить их. С нашей обработкой поверхности она теперь приходит каждые три недели, и ее катетеры работают отлично, без инкрустации или окклюзии. обычное явление с ее предыдущими».

Такие проблемы с мочевыводящими путями, связанные с катетером, являются иллюстрацией проблем, с которыми сталкиваются другие медицинские устройства, которые после введения или имплантации могут стать питательной средой для бактерий и вредного роста биопленки, сказал Канер, член Калифорнийского института наносистем в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, который также выдающийся профессор химии и биохимии, а также материаловедения и инженерии. Патогенные клетки, откачиваемые этими высокоустойчивыми биопленками, затем вызывают повторяющиеся инфекции в организме.

В ответ медицинский персонал регулярно дает сильные антибиотики пациентам, использующим эти устройства, что является краткосрочным решением, которое создает долгосрочный риск создания опасных для жизни, устойчивых к антибиотикам инфекций «супербактерий». По словам Канера, чем шире и чаще назначаются антибиотики, тем выше вероятность того, что бактерии выработают к ним устойчивость. В знаменательном отчете Всемирной организации здравоохранения за 2014 год чрезмерное использование антибиотиков признано непосредственной угрозой общественному здравоохранению, а официальные лица призывают к агрессивным действиям, чтобы предотвратить «эпоху постантибиотиков, в которой распространенные инфекции и незначительные травмы, которые лечились в течение десятилетий, могут однажды снова убить».

«Прелесть этой технологии, — сказал Канер, — заключается в том, что она может предотвратить или свести к минимуму рост биопленки без использования антибиотиков».

Известно, что цвиттерионные полимеры для обработки поверхности чрезвычайно биосовместимы и очень плотно поглощают воду, образуя тонкий гидратационный барьер, который предотвращает прилипание бактерий , грибков и других органических материалов к поверхностям, сказал Канер. Кроме того, он отметил, что эта технология очень эффективна, нетоксична и относительно недорога по сравнению с другими современными методами обработки поверхности медицинских устройств, такими как покрытия с добавлением антибиотиков или серебра.

По словам Канера, помимо использования в медицинских устройствах , метод обработки поверхности может иметь немедицинское применение, потенциально продлевая срок службы устройств для очистки воды и повышая производительность литий-ионных аккумуляторов.

Ученые разработали метод предотвращения смертельных внутрибольничных инфекций без антибиотиков

В тренде