Создан пластырь-хамелеон для обнаружения и лечения бактериальных инфекций

Звоните +7 495 204 2313 или
Обратитесь онлайн
Медицинский консультант расскажет о всех аспектах лечения за рубежом
19 февраля 2020

Китайские исследователи разработали перевязочный материал на основе бумаги, который определяет присутствие в ране бактерий и меняет цвет в зависимости от их чувствительности или устойчивости к лекарствам, после чего проводит лечение. Его использование позволит пациентам быстрее выздоравливать, а медикам – сократить распространение резистентных к антибиотикам супербактерий.

О существовании устойчивости к антибиотикам стало известно в 1928 году, сразу после открытия пенициллина. Тогда медицинское сообщество осознало, что антибиотикорезистентность может существовать параллельно созданию новых антибактериальных препаратов. Эта дуальность превратилась в «гонку вооружений», в которой бактерии пока побеждают.

Происходит это в том числе потому, что антибиотики без разбора убивают как «хорошие», например, обитающие в кишечнике бифидобактерии, так и «плохие» бактерии, такие как сальмонелла и листерия, вызывающие различные заболевания. Но что еще хуже, неправильное применение антибиотиков в течение длительного времени приводит к появлению лекарственно-устойчивых бактерий, таких как метициллин-резистентный золотистый стафилококк.

Сегодня, почти сто лет спустя, устойчивость к антибиотикам и другим антибактериальным препаратам стала одной из самых больших угроз здоровью населения из-за широкого доступа к лекарствам этого класса, особенно в развивающихся странах. Самая серьезная проблема, связанная с резистентностью, заключается в том, что некоторые бактерии стали устойчивыми почти ко всем легко доступным антибиотикам, таким как амоксициллин. Эти патогены способны вызывать тяжелые заболевания, что является серьезной проблемой для общественного здравоохранения во всем мире.

Основной и пока невыполнимой задачей остается разработка лекарств, способных избирательно убивать «плохие» бактерии, сохраняя «хорошие». Еще одним решением проблемы могло бы стать раннее обнаружение бактериальных инфекций, что позволило бы справляться с ними до того, как они укоренятся в организме пациента, спровоцировав тяжелые заболевания. А в случае с устойчивыми к антибиотикам бактериями возможность их выявления может иметь решающее значение для подбора грамотного лечения.

Существующие методы определения антибиотикорезистентности обходятся довольно дорого, требуют профессиональных навыков, а их реализация занимает слишком много времени. Кроме того, использование антибиотиков при лечении устойчивых к ним инфекций способствует развитию еще большей лекарственной устойчивости. Китайским ученым, по всей вероятности, удалось найти единое решение этих проблем.

В исследовании, опубликованном в научном журнале ACS Central Science, сообщается о том, что группа исследователей из Китайской академии наук разработала бактерицидный пластырь на бумажной основе, который определяет чувствительность или устойчивость возбудителя инфекции в ране и в соответствии с этим проводит лечение.

Для раннего обнаружения инфекции здесь используется микросреда размножения бактерий, которая включает в себя кислотный pH, различные токсины и ферменты. Кислотность является простым способом отследить присутствие патогенных бактерий из-за расщепления ими глюкозы. Лекарственная устойчивость, с другой стороны, зависит от присутствия пенициллиназы, расщепляющей пенициллины на неактивные вещества, и других подобных ферментов. Обычно она образуется микробами, у которых выработалась резистентность к действию пенициллиновых антибиотиков.

В основе действия пластыря лежат принципы колориметрии. Он содержит бромтимол, благодаря которому изначально зеленый материал повязки меняет цвет на желтый, когда обнаруживает кислоты, обычно присутствующие в микросреде бактериальной инфекции. В этом случае он высвобождает антибиотик ампициллин, загруженный в наночастицы. Если бактерия оказывается чувствительной к лекарству, она погибает. Если возбудителем является устойчивый к антибактериальным средствам патоген, он выделяет пенициллиназу, чтобы заблокировать действие препарата. Пластырь становится красным.

Как только обнаруживается лекарственная устойчивость, врачам необходимо использовать специально разработанный фотосенсибилизатор и воздействовать на повязку светом определенной волны (как происходит при фотодинамической терапии).

Эта комбинация стимулирует синтез активных форм кислорода, которые действуют на множественные клеточные мишени, связанные с лекарственной устойчивостью, включая бактериальную клеточную стенку, нуклеиновые кислоты и белки. Они подавляют или ослабляют бактерии, повышая их восприимчивость к лечению антибиотиками.

Работоспособность своего изобретения исследователи проверили на мышах. Нанесенные на спины грызунов раны были инфицированы чувствительными и устойчивыми к лекарствам штаммами кишечной палочки (E. coli). Пластырь оставили действовать в течение четырех часов. Эксперименты показали, что повязка, нанесенная на раны, зараженные восприимчивым к лечению штаммом бактерии, изменила цвет на желтый, доказав, что она хорошо «чувствует» тип инфекции.

Ее использование позволило значительно снизить выживаемость этих микроорганизмов в ране. Порезы полностью зажили на третий день, показав, что ампициллина достаточно для заживления инфицированной раны. В другой группе грызунов лейкопластырь покраснел. Эта ситуация продемонстрировала, что применение фотодинамической терапии вместе с инновационной повязкой обеспечивает лучшее и более быстрое заживление ран.

Таким образом, новый перевязочный материал позволяет визуализировать инфекцию, определять ее устойчивость или восприимчивость к антибиотикам, и избирательно применять антибактериальную терапию в зависимости от типа возбудителя. Его использование помогает минимизировать незапланированные побочные эффекты, избежать необходимости микроскопии и сэкономить драгоценное время.

Высокая эффективность, низкая стоимость, устойчивость, безопасность и простота использования делают новый пластырь перспективным средством для мониторинга и лечения ран, даже инфицированных устойчивыми к антибиотикам бактериями.
Вопросы и ответы

Ни одного вопроса не задано

Задать вопрос

Продолжая использовать данный сайт, Вы принимаете наши правила использования cookie-файлов.

Принимаю