Волокна биоактивного стекла в борьбе с заражением хирургических ран

Несмотря на огромный прорыв в технологиях и медицине, бактерии до сих пор остаются ведущей угрозой, как для промышленности, так и для медицины. В медицине не только бактерии опасны для жизни людей, но и лекарственные средства, применяемые для лечения инфекционных заболеваний.

Считается, что наибольший риск инфицирования регистрируется в области хирургии. На сегодняшний день введение антибиотиков хирургическим больным назначается не только как лечебная, но и как профилактическая мера. При этом, не все антибактериальные средства остаются эффективными, так как большая часть микробов развивают множественную лекарственную устойчивость.

Известно, что большая часть бактерий живет ассоциациями на поверхностях, а не свободно существуют в пространстве. Попадая на поверхность тела или слизистую, бактерии вырабатывают адгезионные белки, которые связываются необратимо. Далее бактерии продолжают размножаться, образовывая колонии и в конечном итоге, образуют собой живую биопленку, защищенную пептидогликановой оболочкой. Такие биопленки способствуют 80% клинических микробных инфекций и следовательно являются причиной заболеваемости и значительных расходов на лечение.

Кроме биопленки, пептидогликановая оболочка развивает антиботикорезистентность и защищает микроорганизмы от иммунной системы человека и антибактериальных агентов. Свободноживущие микробы в 100-1000 раз более подвержены действию антибиотиков, в отличие от тех, что живут колониями и прикрыты биопленкой. Пациенты с инфекциями в виде биопленок, до сих пор продолжают получать обычное антибактериальное лечение, так как нет альтернатив, а бактерии обретают возможность колонизировать остальные области.

Во всем мире занимаются не только разработкой антибиотиков с новым спектром действия, но и новых антимикробных стратегий.

Новые антимикробные материалы

Нанотехнологии сделали возможным разработку новых антимикробных материалов, которые имеют определенных физико-химические параметры. К таким материалам относят – дорогостоящие металлы, оксиды металлов и органические наночастицы.

Данные материалы приводят к изменению химических связей, конечным результатом которых является повреждение клеточной мембраны, нарушение целостности клетки и в конечном итоге ее гибель.

Преимущество наночастиц состоит в том, что их эффективность зависит от контакта с микробной стенкой и им не нужно внедряться внутрь клетки. Таким образом, эффект будет проявляться вне зависимости от генетической особенности бактерии, и не будут развиваться механизмы сопротивления, как при антибиотикотерапии. Отношение площади поверхности к размеру наночастиц велико, то для лечение понадобятся малые дозы наноматериалов, что снижает риск токсичности. Эксперты считают, что наночастицы станут хорошей альтернативой антибиотикам.

Наночастицы могут использоваться при антимикробной обработке, производстве нанокомпозитных продуктов, и при производстве медицинских устройств и материалов.

Биоактивное стекло

Биоактивное стекло – тип измельченного стекла, изготовленного из высокоочищенных химикатов (оксид фосфора, оксид кремния, оксид кальция), которые вызывают специфическую биологическую активность. Более того, изменяя структуру и состав стекла, его физические свойства, такие как скорость резорбции, могут быть определены для удовлетворения конкретного требования.

Биоактивное стекло может связываться с твердой или мягкой тканью, и как уже было доказано, помогает регенерации мягких тканей, способствует сильному новому росту костей и улучшает васкуляризацию, гарантируя здоровый приток крови к вновь регенерированной ткани.

Кроме этого, биоактивное стекло демонстрирует антимикробные свойства к широкому спектру бактерий, включая E.coli и метициллинрезистентных штаммов Staphylococcus aureus. Известно, что микробы не могут адгезироваться и размножаться на поверхности такого стекла. Производители хотят усилить антимикробный эффект за счет добавления при производстве к биоактивному стеклу ионов иитрия, серебра, йода и селена, расширив спектр действия.

Волокна биоактивного стекла используются для регенерации мягких тканей, заживлению ран, а также снижают риск их заражения, таким образом, мы получаем двойное преимущество одного вещества.

И такие волокна биоактивного стекла не являются далеким будущим, так как компания Mo-Sci уже выпускает свою линейку с разными размерами и свойствами.  

Источник.