一種新的抗感染傷口噴霧劑可以對付耐抗生素的細菌
世界衛生組織(WHO)已將抗生素耐藥性列為全球十大健康威脅之一,因此必須找到新的方法來對抗耐藥細菌,減少對抗生素的依賴。為了應對這一緊迫問題,瑞典查爾姆斯理工大學的研究人員開發了一種新的噴霧劑,它甚至有能力殺死抗生素耐藥菌。這種創新的解決方案可用於傷口護理和直接用於醫療設備,如植入物。
這種抗菌材料的多肽與水凝膠顆粒結合,甚至在與血液等體液接觸時也能發揮作用。它可以直接噴入傷口而不影響傷口癒合,或者作為塗層應用於導管和植入物以防止感染,甚至可以對抗多重抗性細菌。資料來源:查爾姆斯理工大學| Anna-Lena Lundqvist
“我們的創新可以在對抗抗生素耐藥性方面產生雙重影響。該材料已被證明對許多不同類型的細菌有效,包括那些對抗生素有抗藥性的細菌,如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA),同時還具有預防感染的潛力,從而減少對抗生素的需求,”該研究的負責人、查爾姆斯大學化學和化學工程系教授Martin Andersson說。
馬丁-安德森,查爾姆斯理工大學化學和化學工程系教授。
據估計,耐抗生素細菌每年在全球造成近130萬人死亡。作為減緩耐藥性蔓延和發展的努力的一部分,查爾姆斯大學的研究人員正在開發一種新的抗菌材料,該材料可用於醫療保健,並成為對抗抗生素抗性的有效工具。
該材料由小型水凝膠顆粒組成,配備了一種能有效殺滅和結合細菌的肽。將肽附著在顆粒上提供了一個保護環境並增加了肽的穩定性。這使它們能夠與血液等體液一起工作,否則體液會使肽失活,使它們難以用於醫療保健。在以前的研究中,研究人員展示了這些肽如何用於傷口護理材料,如傷口敷料。
他們現在發表了兩項新的研究,在這兩項研究中,殺菌材料以傷口噴霧的形式使用,並作為被引入我們身體的醫療設備的塗層。研究的這一新步驟意味著這項創新可以用在更多的方面,並在醫療保健方面有更大的好處。
傷口噴霧器可以伸入深層傷口和身體上其他細菌可能進入的開放區域,它很靈活,對治療和預防感染非常有用。與現有的噴霧劑和消毒劑相比,這種新材料有許多優勢
“這種傷口噴霧劑中的物質是完全無毒的,不會影響人體細胞。與現有的殺菌噴霧劑不同,它不會抑制人體的癒合過程。”查爾姆斯理工大學化學和化學工程系的工業博士生、該科學文章的主要作者之一Edvin Blomstrand說:”這些材料只需噴在傷口上,也能在更短的時間內殺死細菌。”
Edvin Blomstrand,查爾姆斯理工大學化學和化學工程系的博士生。資料來源:查爾姆斯理工大學| Anna-Lena Lundqvist
對於將植入物和導管等材料插入我們身體的治療,感染是一個主要問題。因此,非常需要新的抗菌生物材料,即治療、替代或改變生物體內器官、組織或功能的材料。醫院獲得性感染的主要來源之一來自於導尿管的使用。查爾姆斯研究人員的新塗層現在可以成為減少這種風險和預防感染的有效新工具。
“儘管導尿管在拆開包裝時是無菌的,但在進入人體時可能會被細菌污染,這可能會導致感染。這種塗層的一個主要優點是,細菌一接觸到表面就被殺死。另一個優點是,它可以應用於現有的已經用於醫療保健的產品,因此沒有必要生產新的產品,”查爾姆斯大學化學和化學工程系的博士生、該文章的主要作者之一Annija Stepulane說。
Annija Stepulane,查爾姆斯理工大學化學和化學工程系博士生。資料來源:查爾姆斯理工大學| Anna-Lena Lundqvist
在這項研究中,研究人員在用於導管的矽膠材料上測試了該塗層,但他們看到了將其用於其他生物材料的機會。
抗菌材料的研究是與分拆公司Amferia AB合作進行的,後者也在將該技術商業化。查爾姆斯公司和Amferia公司以前曾以水凝膠傷口敷料的形式展示過這種抗菌材料,目前正在對人類和動物傷口護理進行臨床調查。
多年來,抗菌肽的有益特性一直為人所知。它們在人類、動物和植物的天然免疫系統中以數千種不同的變體存在,研究人員長期以來一直在尋求模仿和利用這些肽來預防和治療感染。在自然狀態下,這些肽在與血液等體液接觸時被迅速分解,這使得它們難以直接用於臨床。在研究人員正在開發的材料中,他們通過將肽與顆粒結合起來解決了這個問題。對於噴霧和塗層,他們已經能夠測量出這些材料的殺菌效果在接觸體液的情況下可持續48小時,而在不接觸體液的情況下可持續數年。
研究人員表明,99.99%的細菌被該材料殺死,而且殺菌能力的活性約為48小時,使其能夠在臨床上得到廣泛的應用。由於這些材料是無毒的,它們可以直接用在身體上或體內,預防或治療感染,而不會對自然癒合過程產生不利影響。