Μηχανικοί βιοϊατρικής από το Πανεπιστήμιο Μπράουν έχουν αναπτύξει ένα νέο υλικό επίδεσμου που απελευθερώνει αντιβιοτικά μόνο όταν υπάρχουν επιβλαβή βακτήρια σε μια πληγή.

Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances, οι ερευνητές δείχνουν πως το υλικό θα μπορούσε να συμβάλει στην ταχεία εξάλειψη των λοιμώξεων των πληγών, επιταχύνοντας την επούλωση και μειώνοντας παράλληλα την περιττή χρήση αντιβιοτικών — έναν βασικό παράγοντα που οδηγεί στη μικροβιακή αντοχή και στις δύσκολα θεραπεύσιμες λοιμώξεις από «υπερμικρόβια», οι οποίες στοιχίζουν δεκάδες χιλιάδες ζωές παγκοσμίως κάθε χρόνο.

Πώς λειτουργεί το "έξυπνο" τζελ

Το νέο υλικό είναι μια έξυπνη υδρογέλη ενισχυμένη με αντιβιοτικά που μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας πάνω σε ένα τραύμα κάτω από έναν επίδεσμο. Το τζελ αυτό είναι ευαίσθητο σε ένα ένζυμο που παράγεται από πολλούς διαφορετικούς τύπους επιβλαβών βακτηρίων.

Όταν το ένζυμο είναι παρόν, το τζελ αρχίζει να αποικοδομείται, απελευθερώνοντας τα αντιβιοτικά που είναι παγιδευμένα στο εσωτερικό του. Αλλά όταν δεν υπάρχουν επιβλαβή βακτήρια, το τζελ παραμένει άθικτο, κλειδώνοντας με ασφάλεια τα αντιβιοτικά που περιέχει.

«Η αντοχή στα αντιμικροβιακά είναι ένα σημαντικό πρόβλημα παγκοσμίως, οπότε χρειαζόμαστε καλύτερες προσεγγίσεις για τον τρόπο χρήσης των αντιβιοτικών», δήλωσε η Anita Shukla, καθηγήτρια στη Σχολή Μηχανικής του Brown που ηγήθηκε της ανάπτυξης της έξυπνης υδρογέλης.

«Έχουμε αναπτύξει ένα υλικό που απελευθερώνει αντιβιοτικά μόνο όταν υπάρχουν επιβλαβή βακτήρια, οπότε περιορίζει την έκθεση στα αντιβιοτικά όταν δεν χρειάζονται, αλλά εξακολουθεί να παρέχει αυτά τα σημαντικά φάρμακα όταν χρειάζονται.»

Σε πειράματα σε τρυβλία Petri, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι το υλικό αποικοδομήθηκε μόνο όταν υπήρχαν επιβλαβή βακτήρια που παράγουν β-λακταμάσες. Όταν υπήρχαν μόνο αβλαβή βακτήρια που δεν παράγουν β-λακταμάσες, το υλικό παρέμεινε άθικτο και δεν οδήγησε στην ανάπτυξη αντοχής στα αντιβιοτικά κατά τη μακροχρόνια έκθεση στον επίδεσμο υδρογέλης.

Η μελέτη έδειξε επίσης ότι, έως ότου ενεργοποιηθεί η αποικοδόμηση, το υλικό συγκρατεί σφιχτά το φορτίο του αντιβιοτικού.

Σε μια σειρά πειραμάτων σε ποντίκια, οι ερευνητές έδειξαν ότι μια μόνο εφαρμογή του τζελ μπορούσε να εξαλείψει πλήρως τη βακτηριακή λοίμωξη σε μια πληγή από εκδορά. Το νέο υλικό υπερείχε επίσης ενός αντιμικροβιακού επιδέσμου που χρησιμοποιείται συνήθως σήμερα τόσο για την εξάλειψη βακτηρίων όσο και για την επούλωση πληγών.

Συνολικά, τα αποτελέσματα δείχνουν έναν πολλά υποσχόμενο νέο τρόπο καταπολέμησης των λοιμώξεων των πληγών, με παράλληλη εξοικονόμηση κρίσιμων αντιβιοτικών

Πηγή: MedicalXpress