美國的科學家發明了一種新材料,該材料使尿導管,靜脈導管和植入物如此濕滑,威脅生命的菌落大腸桿菌和葡萄球菌細菌難以在它們身上積聚。
據估計,生物膜 - 在醫療設備上形成的有害細菌的粘附菌落 - 負責超過體內所有微生物感染的80%,並且有幾種細菌在醫院中變得越來越難以處理,即使手頭有大量的抗生素。
例如,尿路感染(UTI)代表所有醫院獲得感染的40%,其中11%是由細菌引起的銅綠假單胞菌。實際上,P.銅綠 目前最多佔15%在美國所有醫院獲得的感染中,它眾所周知,它對我們試圖與之抗衡的藥物具有抵抗力。兩種最重要的人類病原體,大腸桿菌和葡萄球菌表皮,同樣有麻煩,由於它們在世界上最乾淨,最富有的醫院環境中,它們的持續和廣泛存在,從而引起各種組織和血液感染。如果您真的不幸,您可以進行常規手術程序,並死於嚴重的細菌感染。
長話短說,我們需要更好的方法來使我們的醫療設備免於細菌,並且抗生素治療越來越少。
因此,由哈佛大學卡夫利(Kavli)Bionano科學技術研究所的化學家Joanna Aizenberg領導的團隊提出了一種解決方案:市售的有機矽管道 - 在當今的醫療管道中已經使用了同樣的矽膠 - 注入了高貴族矽油。這種有機矽混合物釋放出一種自潤滑的,滑的塗層,其產生超固定,持久,無毒且廉價生產。
適用於各種醫療表面,包括機械心臟瓣膜,尿導管,靜脈內導管和植入物,這種矽膠材料已被設計為在其分子結構中佔用並儲存大量潤滑矽油,就像海綿一樣。這意味著無論它在使用的地方,該物質都會在表面上形成光滑的潤滑層,從而使細菌難以保留並定居該區域更加困難。
“固體有機矽油管充滿了矽油,將其吸收到其分子結構中的所有微小空間中,以便兩種材料確實完全融入其中,”團隊之一,凱特琳·豪威爾(Caitlin Howell),在新聞稿中說。
最好的部分是它不會隨著時間的流逝而失去滑動性,因為在需要時只有矽油才釋放到矽膠表面上,因此要替換所有被其他液體(例如尿液,血液或胃腸道液體)擦除的油。
為了測試他們的新塗層,團隊將經過處理和未經處理的醫療管道暴露於P.銅綠,e.coli,和葡萄球菌表皮。他們發現,注入油的油管大大降低了細菌粘附,並在很大程度上消除了生物膜的形成。
研究人員討論了他們的結果在日記中ACS生物材料科學與工程:
"We have demonstrated that P. aeruginosa biofilm formation can be reduced in various shear conditions, including those representative of indwelling catheters, by at least 10-fold. After a five-second wash with water, the biofilm volume can be almost completely removed, while a robust biofilm remained on the untreated control silicone surfaces. Further, the materials passively resist bacterial accumulation without the use of bactericidal agents,因此,可以作為減少過量抗生素使用的重要組成部分發展。”
“隨著許多引起感染細菌菌株的廣泛抗生素耐藥性出現,開發了開箱即用的策略來保護患者免受細菌生物膜的影響,這已成為臨床研究人員的關鍵重點領域。”在新聞稿中。 “注入液體的聚合物可用於防止生物膜持續下來,可能會降低感染率,從而降低對抗生素使用的依賴。”
下一步是獲得FDA批准因此,新材料可用於醫院。由於已經批准了有機矽零件,因此希望只需要幾年的時間。該團隊現在還致力於將技術擴展到其他應用程序,例如保持廢水管理系統,海上船和油管的表面清潔。
“我們的投資組合中的每種技術都有不同的特性和潛在用途,但是這種表面塗層的方法統計可以防止廣泛的威脅生命的問題,”艾森伯格說,“從飛機翅膀上的冰積聚到人體的細菌感染。”
玩遊戲,細菌。