Медтехника с нанопокрытием из меди снижает риск инфекций
Ученые разработали наночастицы оксида меди для покрытия имплантируемых медицинских устройств, чтобы снизить риск послеоперационных инфекций. Работу возглавила команда из Ноттингемского Трентского университета. Разработка также должна помочь решить проблему чрезмерного использования антибиотиков и устойчивости к ним.
В рамках исследования ученые создали наночастицы в качестве антипатогенного покрытия, пригодного для нанесения на различные материалы медтехники: силикон, нержавеющую сталь и титан.
Исследование показало, что методы нанесения покрытия погружением и распылением одинаково эффективно демонстрируют антимикробную активность и защищают от ряда клинически значимых бактерий, включая мультирезистентные штаммы.
Покрытие также оставалось нетоксичным для человеческих клеток.
В последние годы растет интерес к нанотехнологиям и применению антимикробных металлов, особенно к исследованиям наноматериалов на основе серебра, которые используются от хранения пищи до повязок для ран.
Исследователи из Школы науки и технологий и Инновационного центра медицинских технологий университета сообщают в журнале Nanomaterials, что медь стала жизнеспособной альтернативой серебру, которое подвержено окислению и, как следствие, потере антимикробных свойств.
Увеличение использования антибиотиков привело к неизбежному росту устойчивости к ним, и лечение инфекций стало значительно сложнее.
Только в 2019 году сообщалось, что 1.27 миллиона смертей в мире были напрямую связаны с устойчивыми к антибиотикам инфекциями.
По оценкам, если не предпринимать мер, к 2050 году эта цифра может достичь 10 миллионов, сделав такие инфекции главной причиной смерти в мире.
Прогресс в медицине приводит к тому, что имплантируемые устройства все чаще используются для поддержки и улучшения качества жизни пациентов. Ежегодно в мире устанавливаются миллионы имплантов, среди которых самыми распространенными считаются внутрисосудистые устройства, ортопедические и зубные импланты, а также кардиоваскулярные устройства.
Ученые утверждают, что такая зависимость от медицинских материалов внутри тела создает идеальную основу для микробного загрязнения и инфекций у часто уязвимых пациентов.
Древние антимикробные средства, включая металлы, использовались на протяжении всей истории, начиная с эпохи Древнего Египта, где серебро и медь применяли для лечения ожогов.
«Крайне важно искать альтернативы антибиотикам», — заявила доктор Саманта Маклин, доцент кафедры профилактики и контроля инфекций Ноттингемского Трентского университета.
Она отметила, что антибиотики используются почти век и произвели революцию в лечении бактериальных инфекций, но их чрезмерное и неправильное применение создало огромные проблемы.
«Разработка антимикробных покрытий для медицинских устройств может существенно повлиять на распространенность и тяжесть инфекций. Мы обнаружили, что наночастицы оксида меди обладают многообещающими антимикробными свойствами против ряда патогенов, решая насущную проблему устойчивости к антибиотикам».
Доктор Гарет Кейв, руководитель группы нанонауки и доставки лекарств в Школе науки и технологий университета, добавил: «Нанчастицы обладают отличным соотношением площади поверхности к объему, а также высокой скоростью взаимодействия с бактериальными клетками. Наш метод нанесения покрытия можно применять как при производстве, так и для оперативных модификаций, усиливая антимикробные свойства медтехники».
Доктор Джим Холл, научный сотрудник по МРТ в университете, подчеркнул: «Важно объединять разные научные дисциплины для решения общих проблем. Совместная работа физиков, химиков и биологов позволяет разрабатывать новые стратегии борьбы с этой растущей угрозой».