31 липня, 2024
Високотехнологічні пов'язки, що можуть захистити від інфекцій і покращити загоєння ран
У новій статті, опублікованій у журналі ACS Applied Materials & Interfaces, професор Бінгемтонського університету в США Сеокхен Чой разом зі своєю командою пропонує терапевтичні пов’язки, які пригнічують утворення небезпечних біоплівок. Терапевтичний ефект забезпечується завдяки застосуванню спороутворюючих бактерій, які виробляють антибактеріальні агенти, а також контрольованої електричної стимуляції за допомогою біобатарей.
«У нас є дуже корисні шкірні бактерії, які сприяють систематичному імунному захисту. Коли у вас є рана, ці шкірні бактерії допомагають загоєнню, – зазначив Чой. – Проблема полягає в тому, що це [ранове] середовище є ідеальним для проникнення патогенів, оскільки воно багате на поживні речовини, є вологим і теплим. Коли шкідливі бактерії починають утворювати біоплівку, знищити їх дуже важко, а процес загоєння може тривати іноді рік або навіть більше».
Команда вчених вдосконалює попередні дослідження живих бактеріальних терапевтичних засобів кількома способами. Бактерії краще інтегруються в перев’язувальний матеріал і залишаються у стані спокою, доки не активуються на самій рані, що забезпечує тривале зберігання. Поки є поживні речовини, вони вироблятимуть майже необмежену кількість антибактеріальних сполук проти патогенів. Ще більше підвищуючи ефективність пов'язок, науковці успішно додали наночастинки оксиду міді та оксиду олова для отримання невеликої кількості енергії. При потраплянні в область рани електричний струм руйнує цілісність клітин патогенних мікробів і стимулює загоєння.
Для експериментів учені використали сінну палочку – Bacillus subtilis, грампозитивну спороутворюючу аеробну бактерію. Вона є постійним членом мікробіома ґрунту та кишечника, трапляється у воді та повітрі. Паличка є продуцентом деяких поліпептидних антибіотиків, а також ферментів (наприклад, амілази та протеази), що одержують промисловим шляхом. Дослідники випробували свою паперову пов’язку на штучній шкірі людини та свині й отримали успішні результати. Підхід довів свою ефективність проти трьох ключових патогенів у біоплівках: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli та Staphylococcus aureus, демонструючи позитивні можливості як у моделях in vitro, так і ex vivo. Зараз учені планують додаткові дослідження, перш ніж процес буде готовий для клінічного використання.
Джерело: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c06303