Nieuw nanomateriaal voor behandeling van huidinfecties

Onderzoekers van het Instituut voor Organische Chemie en Biochemie van het CAS (IOCB Praag) en de Technische Universiteit van Liberec in samenwerking met onderzoekers van het Instituut voor Microbiologie van het CAS, de afdeling Brandwondengeneeskunde van de Derde Faculteit der Geneeskunde van de Charles University ( Tsjechië) en de PJ Šafárik Universiteit in Košice (Slowakije) hebben een nieuw antibacterieel materiaal ontwikkeld dat nonwoven nanotextiel en unieke verbindingen combineert met antibacteriële eigenschappen. Het nieuwe materiaal, NANO-LPPO genaamd, kan een breed scala aan toepassingen vervullen als verband voor wonden, zoals brandwonden, door infectie te voorkomen en zo de behandeling en genezing te vergemakkelijken.

Omdat het aantal bacteriestammen dat resistent is tegen gangbare antibiotica gestaag toeneemt, is er een groeiende behoefte aan nieuwe stoffen met antibacteriële eigenschappen. Een veelbelovende klasse van stoffen zijn de zogenaamde lipofosfonoxinen (LPPO), ontwikkeld door het team van Dominik Rejman van IOCB Praag in samenwerking met Libor Krásný van het Instituut voor Microbiologie van het CAS.

“Lipofosfonoxines zijn veelbelovend als een nieuwe generatie antibiotica. Ze hoeven de bacteriën niet binnen te dringen, maar werken aan de oppervlakte, waar ze het bacteriële celmembraan verstoren. Dat maakt ze zeer efficiënt in het vernietigen van bacteriën”, zegt Rejman.

“Een groot voordeel van LPPO is het beperkte vermogen van bacteriën om er resistentie tegen te ontwikkelen. In een experiment van enkele weken konden we geen bacterie vinden die resistent was tegen deze stoffen, terwijl resistentie tegen bekende antibiotica relatief gemakkelijk ontstond”, legt Krásný uit. .

Het potentieel van LPPO is vooral duidelijk in situaties die onmiddellijke gerichte interventie vereisen, zoals huidinfecties. Hier moeten de stoffen echter worden gecombineerd met een geschikt materiaal dat hun plaatselijke werkzaamheid garandeert zonder dat ze in de bloedsomloop hoeven te komen. Dit vermindert de belasting van het lichaam en vergemakkelijkt het gebruik.

Een dergelijk geschikt materiaal is een polymeer nanovezel ontwikkeld door het team van David Lukáš van de Faculteit Wetenschappen, Geesteswetenschappen en Onderwijs aan de Technische Universiteit van Liberec. De onderzoekers combineerden het met LPPO om een ​​nieuw type verbandmateriaal voor te bereiden op met bacteriën geïnfecteerde huidwonden. Het belangrijkste voordeel van het materiaal is dat het antibacteriële LPPO er geleidelijk uit vrijkomt en in relatie tot de aanwezigheid en omvang van de infectie.

“Het onderzoek naar en de ontwikkeling van het materiaal NANO-LPPO is een voortzetting van het werk dat is uitgevoerd in een klinische proef met het medische apparaat NANOTARDIS, dat we onlangs met succes hebben afgerond in samenwerking met het regionale ziekenhuis Liberec, het Universitair Ziekenhuis Královské Vinohrady en het Bulovka Universitair Ziekenhuis Met zijn morfologische en fysisch-chemische eigenschappen bevordert het apparaat de genezing van schone acute wonden”, zegt Lukáš. “Deze samenwerking met collega’s van IOCB Praag bevordert echt de mogelijkheden voor het gebruik van gefunctionaliseerde nanovezelmaterialen op het gebied van chronische en geïnfecteerde wonden.”

“Enzymen breken het nanomateriaal af tot onschadelijke moleculen. Het LPPO is een integraal bestanddeel van het materiaal en komt er bij deze afbraak voornamelijk uit vrij. Bovendien wordt het proces sterk versneld door de aanwezigheid van bacteriën, die lytische enzymen produceren. hoe meer bacteriën er in de wond zitten, hoe sneller het materiaal ontleedt, wat op zijn beurt meer van de actieve stoffen vrijgeeft op de aangetaste plek om genezing en regeneratie van zachte weefsels te bevorderen”, zegt Rejman bij het beschrijven van de werking van het materiaal.

“Onze experimenten op muizen bevestigden het vermogen van NANO-LPPO om infectie in de wond te voorkomen en zo de genezing en regeneratie te versnellen. Er was praktisch geen verspreiding van infectie waar we het materiaal gebruikten. Als klinische proeven goed verlopen, zou dit een doorbraak kunnen zijn in de behandeling van brandwonden en andere ernstige verwondingen waarbij infectie een acute bedreiging en complicatie van de behandeling vormt”, legt wondzorgspecialist Peter Gál van de afdeling Brandwondengeneeskunde van de Derde Faculteit der Geneeskunde van de Charles University, de Faculteit Geneeskunde van de PJ Šafárik Universiteit in Košice uit , en het Oost-Slowaakse Instituut voor Hart- en vaatziekten.

In termen van toepassingen is NANO-LPPO een interessant materiaal voor fabrikanten van geneesmiddelen en medische hulpmiddelen. De commercialisering ervan wordt gecoördineerd door een samenwerking tussen IOCB TECH, een dochteronderneming van IOCB Prague, en Charles University Innovations Prague, een dochteronderneming van Charles University, die beide zijn opgericht met het doel de resultaten van academisch onderzoek over te dragen naar de praktijk. De bedrijven zijn momenteel op zoek naar een geschikte commerciële partner.

De bevindingen van de interdisciplinaire studie zijn gepubliceerd in: Wetenschappelijke rapporten.