Zakażenia związane z opieką zdrowotną (HAI) stanowią poważne zagrożenie w warunkach medycznych, często wynikające z zanieczyszczonych powierzchni i urządzeń. Pomimo rygorystycznych protokołów sterylizacji, te infekcje mogą nadal występować, co prowadzi do poważnych powikłań u pacjentów. Naukowcy nieustannie szukają innowacyjnych rozwiązań w celu zwiększenia kontroli infekcji i ochrony zdrowia pacjentów. Jedno obiecujące podejście polega na stosowaniu specjalnych powłok przeciwbakteryjnych, które można zastosować do urządzeń medycznych i worków do przechowywania produktów krwiopochodnych, zmniejszając ryzyko przenoszenia infekcji. Ostatnie postępy w tej dziedzinie wykazały, że polidopamina, polimer bioinspirowany, ma ogromny potencjał w zapobieganiu HAI poprzez jego właściwości przeciwbakteryjne.
Naukowcy z Héma-Québec i Université Laval opracowali innowacyjne rozwiązanie w celu zwalczania tych infekcji za pomocą powłok polidopaminy (PDA) niemodyfikowanych. To przełomowe badanie, prowadzone przez dr Danny’ego Brouarda wraz z Sahrą Fonseca, Nicolas Fontaine, Marie-Pierre Cayer, Jonathan Robidoux i profesor Denis Boudreau, zostało opublikowane w recenzowanym dzienniku Next Materials.
Główną motywacją tych badań była optymalizacja przeciwbakteryjnej skuteczności powłok PDA w celu zmniejszenia ryzyka zakażeń bakteryjnych przenoszonych przez transfuzję. Zespół zbadał różne warunki syntezy PDA, w tym stężenia monomeru dopaminy, pozycjonowanie próbek, prędkości mieszania i czasy reakcji. Parametry te znacząco wpłynęły na morfologię i zwilżalność powłok PDA, co z kolei wpłynęło na ich właściwości przeciwbakteryjne.
Jednym z najbardziej znaczących wyników badania jest to, że powłoki PDA wykazały zmniejszenie obciążenia bakteryjnego, szczególnie przeciwko temu Staphylococcus aureus. Jednak powłoki wykazały mniejszą skuteczność przeciwko Wykazali chłódpodkreślając potrzebę dalszej optymalizacji w zależności od odkształcenia bakteryjnego i wymagań dotyczących zastosowania.
Naukowcy zastosowali zaawansowane techniki charakteryzacji, w tym spektrofotometrię widzialną UV, pomiary kąta kontaktowego i mikroskopię siły atomowej, aby scharakteryzować powłoki. Jednak nadmierna chropowatość nie zawsze korelowała z lepszą wydajnością przeciwbakteryjną, co sugeruje, że inne czynniki, takie jak ładunek powierzchniowy i hydrofobowość, również odgrywają rolę.
Co ważne, badania potwierdziły również, że powłoki PDA są nie-cytotoksyczne dla ludzkich komórek, co może być bezpieczne do zastosowań medycznych. „Minimalna cytotoksyczność polidopaminy jest kluczowym odkryciem, ponieważ zapewnia bezpieczeństwo tych powłok, gdy jest stosowane w urządzeniach medycznych”, dodał dr Brouard.
Potencjalne zastosowania tych badań są ogromne. Zapobiegając adhezji i proliferacji bakteryjnej powłoki PDA mogą znacznie zmniejszyć częstość występowania HAI, co prowadzi do bezpieczniejszych zabiegów medycznych i poprawy wyników pacjentów. Naukowcy sugerują, że przyszłe prace powinny koncentrować się na zwiększeniu właściwości przeciwbakteryjnych PDA poprzez modyfikacje chemiczne i funkcjonalizację.
Badanie to stanowi znaczący krok naprzód w opracowywaniu materiałów przeciwbakteryjnych do zastosowań medycznych. Optymalizując syntezę i zastosowanie powłok PDA, dr Brouard i jego koledzy utorowali drogę nowych strategii walki z HAI i poprawy bezpieczeństwa opieki zdrowotnej.
Referencje dziennika
Fonseca, S., Fontaine, N., Cayer, M.-P., Robidoux, J., Boudreau, D., i Brouard, D. (2024). Synteza i właściwości przeciwbakteryjne niemodyfikowanych powłok polidopaminy w celu zapobiegania infekcjom. Następne materiały, 3, 100161. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nxmate.2024.100161
O autorach
Fetsec pogrzebowyMSC, jest specjalistą ds. Badań w dziale badań w Héma-Québec. Po ukończeniu BSC w dziedzinie mikrobiologii w 2019 r. Otrzymała tytuł magistra w dziedzinie biochemii w 2021 r. Z Université Laval za ocenę właściwości przeciwbakteryjnych i antyadhezyjnych powłoki nanocząstkowej do zastosowań biomedycznych. Jej badania koncentrują się głównie na tematach nanomateriałów, polimerów oraz jakości i bezpieczeństwa produktów z krwi.
Nicolas FontaineDoktorat, jest postoktoranckim członkiem grupy badawczej Philippe Dauphin Ducharme w Departamencie Chemii na Université de Sherbrooke. Po ukończeniu licencjata chemii z wyróżnieniem w 2017 r. Otrzymał doktorat w 2022 r. Od Université Laval za swoją pracę magisterską na temat rozwoju wysoce luminescencyjnych nanosensorów do wykrywania metabolitów mikroflory jelitowej. Następnie przeprowadził się do Sherbrooke, aby rozpocząć szkolenie w zakresie elektrochemii. Jego badania koncentrują się na tematach nanomateriałów, czujników optycznych i elektrochemicznych. Badania Nicolasa są obecnie wspierane przez FRQNT i mają na celu zwiększenie analitycznych wyników bioczujników elektrochemicznych opartych na aptamerach w celu ułatwienia ich wdrażania w rzeczywistych zastosowaniach.
W ramach studiów na Université Laval Nicolas i Sahra zostali wezwani do współpracy poprzez promowanie dzielenia się ich wiedzą. Ta współpraca dodatkowo podkreśla znaczącą synergię osiągnięć Héma-Québec w mikrobiologii i produktach krwionośnych, a także laboratorium profesora Boudreau ze względu na jego doświadczenie w oprzyrządowaniu i charakterystyce nanomateriałów. Razem wykazali znaczenie tej współpracy dla ciągłego rozwoju aktywnych materiałów i metod analitycznych w dziedzinie mikrobiologii.
