新型喷雾可以对抗感染和抗生素耐药性
![The antibacterial material, with peptides bound to hydrogel particles, works even in contact with body fluids such as blood. It can be sprayed directly into wounds without impairing healing or applied as a coating to catheters and implants to prevent infection, and to fight even multi-resistant bacteria. Credit: Chalmers University of Technology, Anna-Lena Lundqvist 新型喷雾可以对抗感染和抗生素耐药性](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/new-spray-fights-infec.jpg)
世界卫生组织(WHO)将抗生素耐药性列为全球健康的十大威胁之一。因此,迫切需要新的解决方案来对付耐药细菌和减少抗生素的使用。瑞典查尔姆斯理工大学的一组研究人员现在展示了一种新的喷雾剂,它甚至可以杀死耐抗生素的细菌,可以用于伤口护理,也可以直接用于植入物和其他医疗设备。
“我们的创新可以在对抗抗生素耐药性方面产生双重影响。该材料已被证明对许多不同类型的细菌有效,包括那些对抗生素有耐药性的细菌,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),同时还具有预防感染的潜力,从而减少对抗生素的需求,”该研究的研究负责人、查尔姆斯大学化学与化学工程系教授Martin Andersson说。
据估计,抗生素耐药细菌每年造成全球近130万人死亡作为减缓耐药性传播和发展的努力的一部分,查尔默斯大学的研究人员正在开发一种新的抗菌材料,这种材料可以用于医疗保健,并成为对抗结核病的有效工具抗生素耐药性.
这种材料由小的水凝胶颗粒组成,其中含有一种有效杀死和结合细菌的肽。将多肽附着在颗粒上提供了一个保护性环境,并增加了多肽的稳定性。这使他们能够一起工作体液比如血液,否则会使肽失活,使它们难以用于医疗保健。在之前的研究中,研究人员展示了肽的用途伤口护理伤口敷料等材料。
他们现在发表了两项新的研究,其中杀菌材料以伤口喷雾剂和医疗设备涂层的形式被使用,并被引入我们的身体。这一研究的新步骤意味着,这项创新可以以更多的方式使用,并在医疗保健中产生更大的效益。
这些研究发表在国际药剂学杂志而且ACS应用生物材料.
在不影响伤口愈合的情况下杀死细菌
伤口喷雾剂可以进入深层伤口和身体上其他细菌可以进入的开放区域,非常灵活,对治疗和预防感染非常有用。与现有的喷雾剂和消毒剂相比,这种新材料有许多优点
“这种伤口喷雾剂中的物质完全无毒,不会影响人体细胞。与现有的杀菌喷雾剂不同,它不会抑制身体的愈合过程。这种只需喷在伤口上的材料,也可以在更短的时间内杀死细菌,”查尔姆斯理工大学化学与化学工程系的工业博士生、这篇科学文章的主要作者之一埃德文·布隆斯特兰德说。
降低被引入体内的物质感染的风险
在将植入物和导管等材料植入人体的治疗中,感染是一个主要问题。因此,迫切需要新型抗菌生物材料,即能够治疗、替代或修饰生物体内器官、组织或功能的材料。医院获得性感染的主要来源之一是使用导尿管。Chalmers研究人员的新涂层现在可以成为降低这种风险和预防感染的有效新工具。
“尽管导管在打开包装时是无菌的,但它们在进入体内时可能会被细菌污染,从而导致感染。这种涂层的一个主要优点是细菌一接触到表面就会被杀死。另一个原因是,它可以应用于已经用于医疗保健的现有产品,因此没有必要生产新的产品,”查尔姆斯大学化学与化学工程系的博士生、该文章的主要作者之一Annija Stepulane说。
在这项研究中,研究人员在用于导管的硅胶材料上测试了涂层,但他们看到了将其用于其他生物材料的机会。
与产品开发并行进行研究
抗菌材料的研究是与分拆公司Amferia AB合作进行的,Amferia AB也在将该技术商业化。Chalmers和Amferia之前以水凝胶伤口敷料的形式提出了抗菌材料,目前正在进行用于人类和动物伤口护理的临床研究。
更多关于研究和新材料的信息
抗菌肽的有益特性多年来已为人所知。它们以数千种不同的变体存在于人类、动物和植物的自然免疫系统中,研究人员长期以来一直试图模拟和利用这些肽来预防和治疗感染。
在自然状态下,当这些肽与体液(如血液)接触时,它们会迅速分解,这使得它们难以直接用于临床。在研究人员正在开发的材料中,他们通过将肽与颗粒结合来解决这个问题。对于喷雾和涂层,他们已经能够测量出材料的杀菌效果在与体液接触的情况下持续48小时,而在没有接触体液的情况下可以持续几年。
研究人员已经证明99.99%的细菌被材料杀死,其杀菌能力约为48小时,使其在广泛的临床应用中使用。由于这些材料是无毒的,它们可以直接用于身体上或体内,预防或治愈感染,而不会对自然愈合过程产生不利影响。
更多信息:Edvin Blomstrand等人,抗菌肽功能化交联溶致液晶粒子,国际药剂学杂志(2022)。DOI: 10.1016 / j.ijpharm.2022.122215
Annija Stepulane等,PDMS表面改性对极性、非极性和两亲性药物的抗菌接触杀灭和药物递送,ACS应用生物材料(2022)。DOI: 10.1021 / acsabm.2c00705