Fügen Sie zu Flächen frei von Bakterien hinzu, Selen

(ISNS) – gibt es ein neuer Weg zu verhindern, dass medizinische Implantate Infektion verursachen: behandeln sie mit einem natürlich antimikrobielle Element Selen aufgerufen, bevor sie überhaupt in den Körper gelangen.

Die dauerhaften und flexiblen Materialien genannt Polymere sind nahezu ideal für die Herstellung von medizinischer Geräten wie Katheter und Atmungschläuche sowie Implantate ersetzen Gelenke und Knochen zu unterstützen.

Leider, Liebe Bakterien wachsen auf glatte Polymeroberflächen, erstellen einen klebrigen Biofilm, der Antibiotika und die natürlichen Abwehrkräfte widersteht.

Um die Bakterien zu löschen, stehen Patienten oft weitere Chirurgie Implantate sowie eine Therapie mit Antibiotika zu entfernen. Aber diese Medikamente können nicht wie Mikroben mutieren und Resistenzen entwickeln.

"Es ist ein riesiges Problem," sagte Thomas Webster, Chemie-Ingenieur an der Northeastern University in Boston, "welches ist, warum wir nicht-medikamentöse Lösungen wie – wie Selen."

Unser Körper natürlich enthalten Spuren von Selen: Es ist eine Komponente von mehreren wichtigen Enzymen. Aber auch wenn kleine Mengen dieses Elements Bestandteil einer gesunden Ernährung, in großen Mengen sind, sie können giftig sein. Und auf seine eigene, es kann töten Krebszellen und Bakterien.

Wie Webster entdeckt, werden Materialien beschichtet mit winzigen Teilchen von Selen Bakterienbesiedlung widerstehen. In seiner jüngsten Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Nanotechnologie, er gegeneinander Selen-beschichtete Polymere der Täter hinter Staph-Infektionen: die Bakterien Staphylococcus Aureus.

Forscher untersuchten drei häufig in medizinischen Geräten verwendeten Polymere: Polyvinylchlorid oder PVC, Polyurethan und Silikon. Zuerst schneiden sie kleine Festplatten – weniger als ein Zehntel das Volumen eines einzigen M & M Süßigkeiten – jedes Polymer. Dann sie die Datenträger in eine Lösung, die Selen auf nahe gelegenen Flächen freigegeben getränkt.

Etwa 25 Prozent der Oberflächen der Platten wurde mit Nanopartikeln, kleine Cluster auf der Skala von Milliardstel Meter beschichtet. Die PVC-Platten enthalten die höchste Konzentration an Selen, gefolgt von Silizium und dann Polyurethan. Und nach acht Stunden Exposition gegenüber Staphylococcus Aureus, die Selen-behandelten Festplatten deutlich weniger Bakterien als unbeschichtete Platten. Mehr Selen, die eine Polymer-Scheibe, desto effektiver beschichtet es abgestoßen Bakterien.

Neben Staphylococcus fanden Webster mehrere andere Bakterienstämme Selen abwehren kann. Und seine Fähigkeiten beschränken sich nicht auf Polymere: Es kann auch Metalle, Keramik und anderen Materialien aus dieser Mikroben schützen.

Aber trotz des Selens Erfolg, es ist ein bisschen spät zur Party – Wissenschaftler nutzen bereits silberne und Silber-basierte Verbindungen zu Geräten mikrobiellen Schutz geben.

"Können Sie Selen, Zink, Kupfer und Silber – mit Metall-Ionen in ausreichender Konzentration, Sie töten die Bakterien" sagte Krasimir Vasilev, die antibakterielle Behandlungen an der University of South Australia, Adelaide erforscht. "Ich glaube nicht, dass Selen Vorteile gegenüber Silber haben wird."

Webster fand, dass Selen-beschichtete PVC wirksamer als kommerzielle Silber beschichteten PVC war. Aber das war kein direkter Vergleich.

"Vergleich mit Silber nicht angemessen ist, weil das Silber nicht charakterisiert worden ist," sagte Wassiljew. Er darauf hingewiesen, dass für einen direkten Vergleich, müssten Sie um sicherzustellen, dass jedes Polymer gleiche Mengen der einzelnen Elemente mit Nanopartikeln gleicher Größe hatte.

Auch wenn Selen Silber nicht übertreffen, Webster noch zieht es aus zwei Gründen: im Gegensatz zu Silber, Selen kommt natürlicherweise im Körper, und es ist viel billiger.

"Haben Sie einen normale Länge Katheter für einen Erwachsenen, es würde Kosten 5 Cent, es mit Selen zu beschichten," erklärte er.

Dies würde sehr wenig auf einen unbehandelten Katheter $2-Preis-Tag hinzufügen. Im Gegensatz dazu kostet ein Silber beschichteten Katheter 100 Dollar.

Webster forscht derzeit Ratten Reaktionen auf Selen-beschichtete Implantate, die Bakterien ausgesetzt worden. Er muss beweisen, dass Selen Infektionen in lebenden Tieren, nicht nur in einer Petrischale unterdrücken kann. Wenn dies gelingt, hofft er, ähnliche Implantate bei größeren Tieren wie Schafe zu testen, und suchen dann die FDA-Zulassung, das Material in den Menschen zu nutzen.

Wenn Tierversuche erfolgreich ist, erwartet Webster, dass seine beschichtete Geräte innerhalb von fünf Jahren im Handel erhältlichen werden könnte. Neben medizinischen Geräten denkt er, dass Selen in Orten wie Krankenhäusern, keimfreie Oberflächen verursachen könnte, wo gefährliche Infektionen leicht verbreiten können.

"Wir haben begonnen, Beschichtung fast alles, was Sie sich mit Selen vorstellen können. Wir haben Papierhandtücher beschichtet, wir haben beschichtet, Türklinken,"sagte Webster. "Mit dieser Selen Flächen müssen Sie sorgen Bakterien immer in erster Linie dort zu sein."

Sophie Bushwick ist ein freier Wissenschaftsjournalist mit Sitz in New York City. Ihre Arbeiten erschienen in zahlreichen Print- und Online-Outlets.

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics.