Raziskovalci Univerze Brown so razvili novo antibakterijsko prevleko za intravaskularne katetre, ki bi lahko nekega dne pomagala preprečiti okužbe krvnega obtoka, povezane s kateter, najpogostejšo vrsto bolnišnične okužbe..
"Takšne okužbe so veliko breme za bolnišnice, izvajalce zdravstvenih storitev in predvsem za paciente," je povedala Anita Shukla, docentka za inženiring pri Brownu in avtorica novega članka, ki opisuje delo. "Želeli smo razviti premaz, ki bi lahko ubil planktonske [prosto plavajoče] bakterije in preprečil kolonizacijo bakterij na površinah. Začetni podatki, ki smo jih zbrali za ta dokument, kažejo, da imamo nekaj res obetavnega."
V prispevku so raziskovalci pokazali, da lahko poliuretanski premaz, ki ga je mogoče zlahka nanesti na različne medicinsko pomembne površine in postopoma sprošča zdravilo, imenovano auranofin, ubije bakterije Staphylococcus aureus (MRSA), odporne na meticilin, skoraj mesec dni v laboratoriju. testi. Testi so tudi pokazali, da bi premaz lahko preprečil nastanek biofilmov MRSA, ki so, ko se vzpostavijo, še posebej odporni na protimikrobno zdravljenje.
Raziskava, ki je objavljena v Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, je sodelovanje med Shuklinim laboratorijem na Brown's School of Engineering in laboratoriji Eleftheriosa Mylonakisa in Beth Fuchs na oddelku za nalezljive bolezni v Brown's Warren Alpert Medical Šola.
"To je popolno sodelovanje med medicino in inženiringom," je o partnerstvu dejal Shukla."Oni [Mylonakis in Fuchs] pridejo k nam z vrstami težav, ki jih običajno opazijo v kliniki. Kot inženirski laboratorij, osredotočen na razvoj novih biomaterialov za dostavo zdravil, lahko nato delamo na inženirskih rešitvah za težave, ki nam jih prinašajo."
Težava v tem primeru je pomembna. Samo v Združenih državah se vsako leto vsadi več kot 150 milijonov intravaskularnih katetrov, okužbe, ki izvirajo iz vsadkov, pa se razvijejo pri 250.000 bolnikih na leto. Te okužbe so usodne v do 25 odstotkih primerov, in tudi če se uspešno zdravijo, lahko prinesejo več milijonov dolarjev podaljšanega bivanja v bolnišnici.
Prejšnji pristopi k problemu so imeli omejen uspeh, pravijo raziskovalci. Drugi antibakterijski premazi ponavadi izgubijo svojo učinkovitost po največ dveh tednih, pogosto zato, ker prehitro sprostijo obremenitev zdravila. Tudi drugi premazi običajno uporabljajo tradicionalne antibiotike, kar vzbuja zaskrbljenost glede odpornosti na antibiotike pri dolgotrajni uporabi.
Za svoj novi premaz so Shukla in sodelavci uporabili auranofin. To zdravilo je prvotno razvila in odobrila ameriška uprava za hrano in zdravila za zdravljenje artritisa, vendar so študije Mylonakisa, Fuchsa in drugih pokazale, da je zdravilo zelo učinkovito tudi pri ubijanju MRSA in drugih nevarnih mikrobov. Poleg tega deluje tako, da bakterijam oteži naravno odpornost. Auranofin še nikoli ni bil vključen v tehnologijo premaza.
Za izdelavo prevleke so raziskovalci raztopili poliuretan in koncentracije auranofina v raztopini, ki so jo nato nanesli na kateter. Topilo se nato izhlapi, pri čemer ostane raztegljiva, a obstojna polimerna prevleka. Mehansko testiranje je pokazalo, da se prevleka lahko raztegne do 500 odstotkov, ne da bi se zlomila.
Da bi preizkusili učinkovitost prevleke, so raziskovalci postavili prevlečene katetre v MRSA tako v raztopini kot na ploščah z agarjem, kjer uspevajo bakterije MRSA. Poskusi so pokazali, da so lahko premazi zavirali rast MRSA do 26 dni, odvisno od začetne koncentracije auranofina, uporabljenega v premazu. Raziskovalci so uporabili tudi bioluminiscenčno slikanje, da bi iskali znake nastanka biofilma. Ti poskusi so pokazali, da premazi preprečujejo kakršno koli sled biofilma. Za primerjavo so raziskovalci testirali tudi kateter, napolnjen z bolj tradicionalnim antibiotikom, ki je zelo učinkovit proti prosto lebdečem MRSA, za katerega se je izkazalo, da ne more preprečiti nastajanja biofilma.
"Ugotovitev antibiofilma je zelo kritična," je dejal Shukla. "Biofilmi imajo resnično učinkovite načine za izogibanje antibiotikom, zaradi česar jih je tisočkrat težje zdraviti glede na potrebno koncentracijo zdravila v primerjavi s planktonskimi bakterijami. Dejstvo, da lahko ti premazi preprečijo nastanek biofilmov, je res pomembno."
Preliminarni testi za toksičnost v laboratoriju so pokazali, da premazi niso imeli škodljivih učinkov na človeško kri ali jetrne celice, vendar je potrebno več testiranja, preden je premaz pripravljen za uporabo pri bolnikih, pravi Shukla. Dejstvo, da je FDA odobrila obe komponenti premaza za druge namene, bi moralo pospešiti postopek odobritve za testiranje in vivo.
"Upamo, da se bodo začetni rezultati, ki jih prikazujemo tukaj, kmalu prenesli na kliniko," je dejal Shukla.
Drugi soavtorji prispevka so bili Hanyang Liu, Shashank Shukla, Noel Vera-González in Nagendran Tharmalingam.
