Transmissie -elektronenmicrofoto van koperoxide nanodeeltjes. (A) Koperoxide nanodeeltjes gesynthetiseerd door waterige neerslag vertonen een bolvormige vorm, met een grootte van 5,7 ± 3,5 nm. (B) Glutaminezuur -koperoxide nanodeeltjes, met een grootte van ongeveer 30,6 ± 6,7 nm, vertonen een donkere nanodeeltjeskern, omgeven door het organische glutaminezuurmateriaal. Credit: Nanomaterialen (2024). Doi: 10.3390/nano14231899
Wetenschappers hebben koperoxide -nanodeeltjes ontwikkeld die kunnen worden gecoat op geïmplanteerde medische hulpmiddelen om het risico op infectie na activiteiten te verminderen. Een team van Nottingham Trent University heeft het werk geleid, waarvan wordt gehoopt dat het ook zal helpen om overredheid aan en weerstand tegen antibiotica aan te pakken.
Als onderdeel van de studie creëerden de onderzoekers de nanodeeltjes als een antipathogene coating die geschikt is voor gebruik op een reeks materialen voor medische apparaten, waaronder siliconen, roestvrij staal en titanium.
Het onderzoek toonde aan dat zowel DIP- als spuitcoatingtechnieken effectief waren in het aantonen van antimicrobiële activiteit en het beschermen tegen een reeks klinisch relevante bacteriën, waaronder resistente stammen met meerdere drugs.
De coating bleef ook niet giftig voor menselijke cellen, toonde de studie aan.
In de afgelopen jaren is er een groeiende interesse geweest in nanodeeltjestechnologieën en de toepassing van antimicrobiële metalen, met name zilver nanomateriaalonderzoek, dat toepassingen heeft van voedselopslag tot wondverbanden.
De onderzoekers – van de innovatiefaciliteit van de universiteit van wetenschap en technologie en medische technologieën –rapport in Nanomaterialen Dat koper is naar voren gekomen als een levensvatbaar alternatief voor zilver, dat vatbaar is voor oxidatie en daarmee een daaropvolgende vermindering van antimicrobiële eigenschappen.
Het toegenomen gebruik van antibiotica heeft geleid tot een onvermijdelijke toename van antibioticaresistentie en behandeling van infecties is aanzienlijk uitdagender geworden.
Alleen al in 2019 werd gemeld dat 1,27 miljoen doden wereldwijd direct toe te schrijven waren aan antibioticaresistente infecties.
Geschat wordt dat als er niets wordt gedaan om dit tij van resistentie te stoppen, dit cijfer tegen 2050 tien miljoen zou kunnen bereiken, waardoor antibioticaresistente infecties wereldwijd de grootste doodsoorzaak zijn.
Koperoxide nanodeeltjes vaste en oplossing. Credit: Nottingham Trent University
Vooruitgang in de geneeskunde betekent dat geïmplanteerde medische hulpmiddelen in toenemende mate worden gebruikt om de kwaliteit van leven van patiënten te ondersteunen en te verbeteren. Elk jaar worden er wereldwijd een aantal miljoenen implantaten geplaatst, waarbij de meest voorkomende gedachte intravasculaire apparaten, orthopedische implantaten, tandheelkundige implantaten en cardiovasculaire apparaten zijn.
De onderzoekers beweren dat deze afhankelijkheid van medische materialen in het lichaam een ideale steiger biedt voor microbiële besmetting en infectie bij patiënten, die vaak kwetsbaar zijn.
Oude antimicrobiële middelen, inclusief metalen, zijn in de geschiedenis gebruikt, al in het oude Egyptische tijdperk, waar zilver en koper werden gebruikt om brandwonden te behandelen.
“Het is van vitaal belang dat alternatieven voor antibiotica worden onderzocht”, zegt Dr. Samantha McLean, universitair hoofddocent infectiepreventie en controle aan de Nottingham Trent University.
Ze zei: “Antibiotica worden al bijna een eeuw gebruikt en bracht een revolutie teweeg in de behandeling van bacteriële infecties, maar hun toegenomen gebruik en misbruik hebben enorme uitdagingen gecreëerd.
“Het ontwikkelen van antimicrobiële coatings voor medische hulpmiddelen kan een aanzienlijke invloed hebben op de prevalentie en ernst van infecties. We hebben vastgesteld dat koperoxide nanodeeltjes veelbelovende antimicrobiële eigenschappen bieden tegen een reeks pathogenen, wat de dringende kwestie van antibioticweerstand aanpakt.”
Dr. Gareth Cave, hoofd van de Nanoscience and Drug Delivery Group in Nottingham Trent University’s School of Science and Technology, zei: “Nanodeeltjes bieden uitstekende oppervlakte -oppervlakte -verhoudingen, en hebben uitstekende interactiesnelheden met bacteriecellen.
“Onze coatiemethode kan worden toegepast tijdens de productie, of voor ad hoc -modificaties, waardoor de antimicrobiële eigenschappen van medische hulpmiddelen worden verbeterd.”
Dr. Jim Hall, onderzoeksradiograaf in Magnetic Resonance Imaging aan de Nottingham Trent University, voegde eraan toe: “Het is belangrijk dat we verschillende wetenschappelijke disciplines samenbrengen om problemen aan te pakken waarmee we allemaal worden geconfronteerd. Door fysica, chemie en biologie samen te brengen, kunnen we nieuwe strategieën ontwikkelen om met deze groeiende kwestie aan te pakken.”
Meer informatie:
James Hall et al, oppervlakte-gefunctionaliseerde koperoxide nanodeeltjes: een route naar multiresistent-resistente pathogeenregeling in medische hulpmiddelen, Nanomaterialen (2024). Doi: 10.3390/nano14231899
Verstrekt door Nottingham Trent University