Svetska zdravstvena organizacija (SZO) rangira rezistenciju na antibiotike kao jednu od deset najvećih pretnji globalnom zdravlju. Stoga postoji velika potreba za novim rešenjima za borbu protiv rezistentnih bakterija i smanjenje upotrebe antibiotika. Grupa istraživača sa Tehnološkog univerziteta Chalmers u Švedskoj sada predstavlja novi sprej koji može da ubije čak i bakterije otporne na antibiotike, a koji se može koristiti za negu rana i direktno na implantate i druge medicinske uređaje.
„Naša inovacija može imati dvostruki uticaj u borbi protiv rezistencije na antibiotike. Pokazalo se da je materijal efikasan protiv mnogih različitih vrsta bakterija, uključujući i one koje su otporne na antibiotike, kao što je Staphilococcus aureus otporan na meticilin (MRSA), dok takođe ima potencijal da spreči infekcije i na taj način smanji potrebu za antibioticima“, kaže Martin Andersson, šef istraživanja za studiju i profesor na Odeljenju za hemiju i hemijsko inženjerstvo u Chalmersu.
Već se procenjuje da bakterije otporne na antibiotike izazivaju skoro 1,3 miliona smrtnih slučajeva godišnje širom sveta. Kao deo napora da se uspore širenje i razvoj rezistencije na lekove, istraživači u Chalmersu razvijaju novi antibakterijski materijal koji se može koristiti u zdravstvenoj zaštiti i postati efikasan alat za borbu protiv rezistencije na antibiotike.
Materijal se sastoji od malih hidrogelnih čestica opremljenih vrstom peptida koji efikasno ubija i vezuje bakterije. Pričvršćivanje peptida na čestice obezbeđuje zaštitno okruženje i povećava stabilnost peptida. Ovo im omogućava da rade zajedno sa telesnim tečnostima kao što je krv, koja inače inaktivira peptide, što ih čini teškim za upotrebu u zdravstvenoj zaštiti. U prethodnim studijama, istraživači su pokazali kako se peptidi mogu koristiti za materijale za negu rana kao što su zavoji za rane.
Sada su objavili dve nove studije u kojima se baktericidni materijal koristi u obliku spreja za rane i kao premaz na medicinskim uređajima koji se unose u naše telo. Ovaj novi korak u istraživanju znači da se inovacija može koristiti na više načina i biti od još veće koristi u zdravstvenoj zaštiti.
Studije su objavljene u International Journal of Pharmaceutics i ACS Applied Bio Materials.
Sprej za rane, koji može da dospe u duboke rane i druga otvorena područja na telu gde bakterije mogu da uđu, fleksibilan je i veoma koristan za lečenje i prevenciju infekcije. Novi materijal ima mnoge prednosti u odnosu na postojeće sprejeve i dezinfekciona sredstva
„Supstanca u ovom spreju za rane je potpuno netoksična i ne utiče na ljudske ćelije. Za razliku od postojećih baktericidnih sprejeva, ona ne inhibira proces zarastanja tela. Materijali, koji se jednostavno prskaju na ranu, takođe mogu da ubiju bakterije u kraće vreme“, kaže Edvin Blomstrand, student industrijskih doktorskih studija na Odseku za hemiju i hemijsko inženjerstvo na Tehnološkom univerzitetu Chalmers i jedan od vodećih autora naučnog članka.
Za tretmane u kojima se materijali kao što su implantati i kateteri ubacuju u naša tela, infekcije predstavljaju veliki problem. Stoga postoji velika potreba za novim antibakterijskim biomaterijalima, odnosno materijalima koji tretiraju, zamenjuju ili modifikuju organe, tkiva ili funkcije u biološkom telu. Jedan od glavnih izvora bolničke infekcije dolazi od upotrebe urinarnih katetera. Novi premaz istraživača Chalmersa sada može biti efikasan novi alat za smanjenje ovog rizika i sprečavanje infekcija.
„Iako su kateteri sterilni kada su raspakovani, mogu se kontaminirati bakterijama dok se unose u telo, što može dovesti do infekcije. Jedna od glavnih prednosti ovog premaza je da se bakterije ubijaju čim dođu u kontakt sa Drugi je da se može primeniti na postojeće proizvode koji se već koriste u zdravstvu, tako da nije potrebno proizvoditi nove“, kaže Anija Stepulane, doktorand na Odseku za hemiju i hemijsko inženjerstvo u Chalmers i jedan od vodećih autora članka.
U studiji, istraživači su testirali premaz na silikonskim materijalima koji se koriste za katetere, ali vide mogućnosti da ga koriste na drugim biomaterijalima.
Istraživanje antibakterijskih materijala sprovodi se u saradnji sa spin-off kompanijom Amferia AB, koja takođe komercijalizuje tehnologiju. Chalmers i Amferia su ranije predstavili antibakterijski materijal u obliku hidrogelnih zavoja za rane, koji su trenutno pod kliničkim ispitivanjem za negu rana i ljudi i životinja.
Korisna svojstva antimikrobnih peptida poznata su već dugi niz godina. Oni postoje u hiljadama različitih varijanti u prirodnom imunološkom sistemu ljudi, životinja i biljaka, a istraživači dugo pokušavaju da oponašaju i iskoriste peptide za sprečavanje i lečenje infekcija.
U svom prirodnom stanju, ovi peptidi se brzo razgrađuju kada dođu u kontakt sa telesnim tečnostima kao što je krv, što otežava njihovu direktnu kliničku upotrebu. U materijalima koje istraživači razvijaju, rešili su ovaj problem vezivanjem peptida za čestice. I za sprej i za premaz, uspeli su da izmere da baktericidni efekat materijala traje do 48 sati u kontaktu sa telesnim tečnostima i čak nekoliko godina bez kontakta sa telesnim tečnostima.
Istraživači su pokazali da 99,99% bakterija ubija materijal i da je baktericidni kapacitet aktivan oko 48 sati, što omogućava njegovu upotrebu u širokom spektru kliničkih primena. Pošto su materijali netoksični, mogu se koristiti direktno na ili u telu, sprečavajući ili lečeći infekciju bez negativnog uticaja na prirodni proces zarastanja.
