Биомедицинские инженеры из Университета Брауна разработали новый перевязочный материал, который высвобождает антибиотики только при наличии бактерий в ране. Ученые показали, что этот материал может помочь быстро устранить инфекции ран, ускорить заживление и сократить ненужное использование антибиотиков — основной причины развития антибиотикорезистентности.
Новый материал представляет собой «умный» гидрогель, содержащий антибиотик, который можно наносить непосредственно на рану под повязку. Гидрогель чувствителен к ферменту, вырабатываемому многими различными типами патогенов. При наличии фермента гидрогель начинает разрушаться, высвобождая содержащиеся в нем антибиотики. В отсутствие бактерий, гидрогель остается целым, надежно удерживая содержащийся в нем антибиотик.
В рамках исследования ученые протестировали свой гидрогелевый материал, показав, что он обладает высокой избирательностью к ферментам, вырабатываемым распространенными бактериями, вызывающими раневые инфекции, и что он может способствовать лучшему устранению инфекции и заживлению ран по сравнению с гидрогелевой повязкой, обычно используемой в клинической практике сегодня.
Гидрогели — это желеобразные материалы, состоящие в основном из воды и длинных, похожих на спагетти полимерных молекул. Полимеры скреплены более мелкими молекулами, называемыми сшивающими агентами, которые поддерживают целостность гидрогеля. Для создания этого нового материала исследователи использовали сшивающий агент , который распадается при контакте с ферментами, называемыми бета-лактамазами , которые вырабатываются самыми разными бактериями. Этот процесс распада позволяет структуре гидрогеля разрушаться и высвобождать содержащийся в нем антибиотик.
В экспериментах на чашках Петри исследователи подтвердили, что материал разлагался только при наличии бактерий, продуцирующих бета-лактамазу. При наличии микробов, не продуцирующих бета-лактамазы, материал оставался неповрежденным и не приводил к развитию устойчивости к антибиотикам при длительном использовании гидрогелевой повязки.
В серии экспериментов на мышах исследователи показали, что однократное применение гидрогеля может полностью искоренить бактериальную инфекцию в ссадине. Новый материал также превзошел антимикробную повязку, широко используемую сегодня как для уничтожения бактерий, так и для заживления ран.
В совокупности результаты указывают на многообещающий новый способ борьбы с инфекциями ран при одновременной экономии критически важных антибиотиков.
By