Ερευνητές ανέπτυξαν έναν επίδεσμο τραυμάτων που μπορεί να ανιχνεύει την παρουσία επιβλαβών βακτηρίων και να απελευθερώνει αντιβιοτικά μόνο όταν είναι πραγματικά απαραίτητα.

Βιοϊατρικοί μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο Brown τις ΗΠΑ δημιούργησαν έναν επίδεσμο που απελευθερώνει αντιβιοτικά αποκλειστικά όταν εντοπίζονται επικίνδυνα βακτήρια. Στη μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Science Advances» η ερευνητική ομάδα αναφέρει ότι το υλικό μπορεί να εξαλείψει γρήγορα τις μολύνσεις και να επιταχύνει την επούλωση, μειώνοντας παράλληλα την άσκοπη χρήση αντιβιοτικών.

Η υπερβολική χρήση αντιβιοτικών αποτελεί έναν από τους βασικούς παράγοντες ανάπτυξης ανθεκτικών βακτηρίων και «υπερμικροβίων», τα οποία προκαλούν δεκάδες χιλιάδες θανάτους παγκοσμίως κάθε χρόνο.

Το νέο υλικό είναι ένα έξυπνο υδροτζέλ που περιέχει αντιβιοτικά και εφαρμόζεται απευθείας πάνω στο τραύμα κάτω από έναν επίδεσμο. Ανταποκρίνεται σε ένα ένζυμο που παράγεται από πολλά επιβλαβή βακτήρια. Όταν το ένζυμο αυτό ανιχνευθεί το υδροτζέλ αρχίζει να διασπάται και απελευθερώνει τα αντιβιοτικά που περιέχει. Αν δεν υπάρχουν επικίνδυνα βακτήρια, το υλικό παραμένει άθικτο και τα φάρμακα παραμένουν «κλειδωμένα» στο εσωτερικό του.

«Η μικροβιακή αντοχή αποτελεί ένα παγκόσμιο πρόβλημα, επομένως χρειαζόμαστε καλύτερους τρόπους χρήσης των αντιβιοτικών. Αναπτύξαμε ένα υλικό που απελευθερώνει αντιβιοτικά μόνο όταν υπάρχουν επιβλαβή βακτήρια, περιορίζοντας την έκθεση στα φάρμακα όταν δεν είναι απαραίτητα, αλλά παρέχοντάς τα όταν πραγματικά χρειάζονται» δήλωσε η Αντίτα Σούκλα καθηγήτρια στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου Brown και επικεφαλής της ανάπτυξης του υδροτζέλ.

Στη μελέτη οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το υλικό είναι ιδιαίτερα επιλεκτικό απέναντι στα ένζυμα που παράγουν τα συνηθισμένα βακτήρια που προκαλούν λοιμώξεις τραυμάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν επίσης ότι μπορεί να αντιμετωπίζει τις μολύνσεις και να προάγει την επούλωση αποτελεσματικότερα από έναν υδροτζελικό επίδεσμο που χρησιμοποιείται σήμερα στην κλινική πράξη.

Πώς λειτουργεί

Τα υδροτζέλ είναι υλικά με υφή παρόμοια με ζελέ αποτελούμενα κυρίως από νερό και μακριές αλυσίδες πολυμερών. Μικρότερα μόρια, γνωστά ως διασταυρωτικοί σύνδεσμοι, συγκρατούν τις αλυσίδες μεταξύ τους και διατηρούν τη δομή του υλικού.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν σύνδεσμο που διασπάται όταν έρχεται σε επαφή με ένζυμα που ονομάζονται β-λακταμάσες, τα οποία παράγονται από πολλά βακτήρια. Μόλις αρχίσει αυτή η διάσπαση το υδροτζέλ αποσυντίθεται και απελευθερώνει τα αντιβιοτικά που περιέχει.

Σε εργαστηριακές δοκιμές το υλικό διασπάστηκε μόνο παρουσία επιβλαβών βακτηρίων που παράγουν β-λακταμάσες. Όταν εκτέθηκε σε αβλαβή βακτήρια που δεν παράγουν αυτά τα ένζυμα παρέμεινε άθικτο και δεν προώθησε την ανάπτυξη αντοχής στα αντιβιοτικά ακόμη και μετά από μακροχρόνια έκθεση.

Σύμφωνα με τους ερευνητές αυτή η ευαισθησία στις β-λακταμάσες είναι ιδιαίτερα σημαντική, επειδή διασφαλίζει ότι τα αντιβιοτικά απελευθερώνονται μόνο όταν υπάρχουν βακτήρια που προκαλούν λοίμωξη. Έτσι μειώνεται σημαντικά η έκθεση των ωφέλιμων μικροοργανισμών που φυσιολογικά ζουν στο δέρμα.

Η μελέτη έδειξε επίσης ότι το υλικό συγκρατεί πολύ αποτελεσματικά τα αντιβιοτικά έως ότου ενεργοποιηθεί η διάσπαση. «Πρόκειται για μια εξαιρετικά σταθερή σύνθεση που δεν επιτρέπει στο φάρμακο να διαρρεύσει», εξήγησε η Shukla. «Το αντιβιοτικό παραμένει παγιδευμένο μέχρι να παραχθεί επαρκής ποσότητα β-λακταμάσης που θα προκαλέσει την αποδόμηση του υδροτζέλ».

Τα πειράματα

Σε πειράματα σε ποντίκια οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μία μόνο εφαρμογή του υδροτζέλ εξάλειψε πλήρως τη βακτηριακή λοίμωξη σε τραύματα από εκδορές.

Ο νέος επίδεσμος αποδείχθηκε επίσης αποτελεσματικότερος από έναν ευρέως χρησιμοποιούμενο αντιμικροβιακό επίδεσμο τόσο στην εξάλειψη των βακτηρίων όσο και στην επούλωση των τραυμάτων. Συνολικά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν μια νέα στρατηγική αντιμετώπισης των λοιμώξεων διατηρώντας παράλληλα την αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών.

Μελέτες εκτιμούν ότι οι λοιμώξεις από ανθεκτικά βακτήρια προκαλούν περισσότερους από ένα εκατομμύριο θανάτους παγκοσμίως κάθε χρόνο. Χωρίς περιορισμό της υπερβολικής χρήσης αντιβιοτικών, η μικροβιακή αντοχή θα μπορούσε να συνδέεται με σχεδόν 10 εκατομμύρια θανάτους ετησίως έως το 2050.

«Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι αυτά τα έξυπνα υδροτζέλ που ανταποκρίνονται σε βακτηριακά ένζυμα έχουν τη δυνατότητα να προσφέρουν στοχευμένη και κατά παραγγελία εξάλειψη των λοιμώξεων, ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα την περιττή έκθεση στα αντιβιοτικά» αναφέρουν οι ερευνητές.

Η ομάδα έχει ήδη κατοχυρώσει το υλικό με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και συνεχίζει την ανάπτυξη της τεχνολογίας με στόχο τη μελλοντική εμπορική αξιοποίησή της.

πηγή: naftemporiki.gr

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ

Το πειραματικό αθόρυβο αεροσκάφος X-59 πέταξε ταχύτερα από την ταχύτητα του ήχου (βίντεο)

Η μεγάλη ψηφιακή λεηλασία: Πώς η AI χτίστηκε πάνω στον κλεμμένο κόπο των ερευνητών

Γιατί αναβοσβήνει μια μικρή κουκκίδα στην οθόνη του Samsung σας;