Відповідь небезпечним організмам: учені розробили антибактеріальний електро-пластир

Дослідники розробили інноваційний шкірний пластир, який використовує електричні струми для зупинки бактеріальних інфекцій, пропонуючи безлікарську альтернативу антибіотикам, які зараз можуть зіграти з людством злий жарт, провокуючи розвиток стійкості до ліків у багатьох хвороб, пише ScienceDaily.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Новий підхід учених, описаний у дослідженні, опублікованому 24 жовтня в журналі Cell Press Journal Device, відкриває можливості для нових методів лікування шкірних інфекцій і загоєння ран без використання антибіотиків, які стають дедалі менш ефективними і навіть небезпечними для майбутнього людства. Божі Тіан, співавтор дослідження з Чиказького університету, відзначив потенціал впливу цього відкриття на боротьбу з інфекціями, стійкими до антибіотиків, що стає дедалі серйознішою проблемою для глобальної охорони здоров'я.

Електрика вже давно використовується в медицині, наприклад, у кардіостимуляторах, що регулюють серцевий ритм, і протезах сітківки, що відновлюють частковий зір, але її застосування для боротьби з бактеріальними інфекціями є новим. Команда Тіана поставила собі за мету з'ясувати, чи можна за допомогою електрики керувати такими бактеріями, як Staphylococcus epidermidis, що зазвичай зустрічаються на шкірі людини. Хоча зазвичай S. epidermidis нешкідливий, його потрапляння в організм може призвести до серйозних інфекцій, особливо у випадках, пов'язаних із медичними пристроями, такими як катетери. Нещодавно з'явилися стійкі до антибіотиків штами цієї бактерії, що зробили необхідність в альтернативних методах лікування ще більш нагальною.

Дослідники виявили, що електричні струми впливають на S. epidermidis, але тільки в кислому середовищі, що вони назвали "виборчою збудливістю". Така реакція вкрай важлива, оскільки здорова шкіра людини має слабку кислотність, тоді як хронічні рани більш нейтральні. Подаючи невеликі електричні імпульси напругою 1,5 вольта, команда змогла запобігти утворенню 99% біоплівок — захисного бар'єру, який бактерії створюють, щоб протистояти лікуванню, — коли бактерії перебували в кислому середовищі. Однак нейтральні умови зробили електролікування неефективним.

Подальше дослідження показало, що електростимуляція знижує експресію генів, які беруть участь у формуванні біоплівки та стійкості до антибіотиків. Щоб використовувати цей ефект, дослідники розробили шкірний пластир, відомий як "Біоелектронна локалізована антимікробна стимуляційна терапія" (BLAST). Цей пластир подає електричний струм через електроди, підтримуючи кислотне середовище за допомогою гідрогелю.

При тестуванні на свинячій шкірі та поверхні катетера пластир BLAST значно скоротив кількість бактеріальних біоплівок, запропонувавши перспективну альтернативу традиційним антибіотикам. Оскільки стійкість до них продовжує зростати в усьому світі, а 2019 року, за оцінками, 1,27 мільйона смертей уже були пов'язані з інфекціями, стійкими до ліків, цей підхід може стати рятівним для мільйонів.

Однак Тіан зазначає, що для забезпечення безпеки та ефективності такого лікування на людях потрібні подальші дослідження. У разі успіху такі носимі пластирі можуть запропонувати простий і ефективний спосіб боротьби з бактеріальними інфекціями без ліків, що значно знизить залежність від антибіотиків у світі.

Раніше Фокус писав про створення розумної пов'язки, що лікує і моніторить розвиток інфекцій. Розумна пов'язка призначена для моніторингу ран і запобігання інфекціям шляхом перевірки наявності сечової кислоти, амонію, глюкози, лактату, змін рН і температури.

Також Фокус писав про створення пов'язки від опіків, що полегшує життя пацієнтам. Новизна полягає в її здатності безболісно відділятися від шкіри під час охолодження.

Цей матеріал має виключно інформаційний характер і не містить порад, які можуть вплинути на ваше здоров'я. Якщо ви відчуваєте проблеми, зверніться до фахівця.