UW–Madison: lokalny start-up testuje nową metodę leczenia trudno gojących się ran
Leczenie ran Newsy Nowe technologie Pod sliderem Zakażenia

UW–Madison: lokalny start-up testuje nową metodę leczenia trudno gojących się ran

Jak wskazują specjaliści z UW–Madison, prawdopodobnie już wkrótce miliony ludzi z ciężkimi oparzeniami lub zespołem stopy cukrzycowej będą mogli skorzystać z eksperymentalnej metody pokrycia trudno gojących się ran, która ma znacząco usprawnić gojenie. Polega ona na zastosowaniu cienkiej powłoki zawierającej cząsteczki dwóch metali.

Dodanie jonów galu do cienkiego materiału zawierającego srebro może pokonać biofilm

Jak poinformował University of Wisconsin–Madison, niedawno ogłoszono dwuletnią dotację w wysokości 1,5 miliona dolarów na badania innowacyjności dla małych firm, które mają sprawdzić, czy dodanie jonów galu do ultracienkiego materiału zawierającego srebro przeciwdrobnoustrojowe może pokonać biofilmy chroniące bakterie przed antybiotykami. Według badań opublikowanych w sierpniu 2019 roku bowiem „w samych Stanach Zjednoczonych przewlekłe owrzodzenia dotykają ponad 6 milionów ludzi, a liczby te będą wzrastać ze względu na rosnącą populację osób starszych i chorych na cukrzycę”. W wielu przypadkach rany przewlekłe pozostają otwarte przez miesiące, z powodu trudnych do leczenia infekcji spowodowanych bakteriami w formie biofilmowej.

Naukowcy od lat próbują znaleźć rozwiązanie dla tych problemów z gojeniem. Jednym z nich jest nowa technologia powlekania srebra firmy Imbed Biosciences, która została wynaleziona w laboratorium Nicholasa Abbotta, ówczesnego profesora inżynierii chemicznej na UW–Madison. Produkt o nazwie MicroLyte został zatwierdzony przez FDA do sprzedaży w USA w sierpniu 2016 roku MicroLyte i obecnie jest stosowany w kilkunastu szpitalach w całym kraju. Zawiera on niewielką dawkę cząstek metalicznego srebra na wchłanialnej polimerowej warstwie, jest elastyczny i ma grubość zaledwie 25 mikrometrów, co czyni go cieńszym niż ludzki włos. Jak poinformowali naukowcy, MicroLyte może wyeliminować konieczność wielokrotnego zmieniania opatrunku na ranach przewlekłych.

Naukowcy zastosowali „konia trojańskiego” w postaci jonów galu

Działanie przeciwdrobnoustrojowe srebra zależy od jego zdolności do przenikania do ścian komórki bakterii, jednak struktura biofilmu może skutecznie blokować ten proces. Dlatego specjaliści w swoim produkcie zdecydowali się wykorzystać jony galu, ponieważ pod względem chemicznym przypominają one żelazo, które komórki wykorzystują do pozyskiwania energii chemicznej.

– Bakterie wewnątrz biofilmu poszukują żelaza i w końcu zaczynają pochłaniać gal – powiedział Ankit Agarwal, założyciel Imbed Biosciences. Jednak ponieważ nie da się ich przetworzyć na energię, bakterie zaczynają zanikać z powodu jej braku, co pomaga rozbić biofilm. Dzięki zastosowaniu tego „konia trojańskiego” bakterie stają się bardziej narażone na działanie srebra, które całkowicie je neutralizuje.

Cząsteczki obu metali wielkości nanometrów umieszczone na bardzo cienkiej powłoce mają niewielkie stężenie, więc nie są toksyczne dla ludzkich komórek, ponadto znajdują się na powierzchni, która ma stymulować ich wzrost.

Zredukowanie biofilmu narazi bakterie na bójcze działanie srebra

– Aby zbadać wpływ wynalazku na rany przewlekłe, naukowcy tworzą u zwierząt rany w warunkach laboratoryjnych i zaszczepiają je wcześniej ustalonymi rodzajami bakterii opornych na antybiotyki – powiedział dr Jonathan McAnulty. – Leczenie ran skóry świń jest podobne do leczenia ludzi.

Dr McAnulty będzie kierował badaniami na zwierzętach we współpracy z Charlesem Czupryńskim z Katedry Nauk Patobiologicznych. Obaj badacze od lat pracują nad opatrunkami na bazie srebra. Jak zauważyli, choć sama srebrna powłoka jest skuteczna w przypadku leczenia infekcji i zamykania wielu trudnych ran, dodatek galu zwiększa tę aktywność, pokonując bakteryjne biofilmy.

– Jeśli uda nam się zapobiec tworzeniu się biofilmu bądź rozpuścić go, narazi to bakterie na działanie groźnych dla nich czynników – powiedział dr McAnulty.

Pierwszy na świecie wynalazek zawierający jony galu i srebra

Przewlekłe owrzodzenia dotykają ponad 6 milionów ludzi w USA. W wielu przypadkach rany te pozostają otwarte przez wiele miesięcy z powodu trudnych do leczenia infekcji. Dr Angela Gibson, chirurg oparzeniowy i dyrektor medyczny UW Health Services zdecydowała się eksperymentalnie zastosować MicroLyte u pacjentów w różnym wieku, gdy zawiodły konwencjonalne produkty.

– Właściwość, która uważam za wyjątkową w MicroLyte, to całkowita konformacja do rany – cienka powłoka wtapia się do wnętrza rany, do wszystkich szczelin, w których bakterie ukrywają się, utrudniając gojenie. Jest on również bardzo łatwy w aplikacji i może zmniejszać podrażnienia, takie jak swędzenie, powodowane przez inne produkty – powiedziała specjalistka.

Dr Gibson dodała, że nie może się doczekać próby klinicznej produktu, aby ustalić, czy jej doświadczenie sprawdzi się w większej skali.

– Pracowaliśmy już nad zastosowaniem srebra, ale pomyśleliśmy: „Weźmy kolejny metal, który został użyty w innych preparatach zatwierdzonych przez FDA, i umieśćmy go w matrycy w połączeniu ze srebrem, aby sprawdzić, czy dostanie się do biofilmu i uwrażliwi bakterie na srebro”.

Jeśli strategia „konia trojańskiego” w postaci jonów galu będzie w stanie pokonać struktury biofilmu, produkt ten stanie się pierwszym takim na świecie.

Źródło: News.wisc.edu

Przeczytaj również: Badacze odkryli, w jaki sposób skutecznie niszczyć struktury biofilmu od wewnątrz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *