Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nanostrukturalne opatrunki precyzyjnie dostarczające leki do ran

Nieprzemyślane stosowanie antybiotyków i środków przeciwdrobnoustrojowych doprowadziło do wzrostu występowania bakterii wielolekoopornych. Aby uporać się z problemem oporności na antybiotyki, europejscy naukowcy proponują opatrunki z nanokompozytu grafenowego, stosowane samodzielnie lub w połączeniu z antybiotykami w postaci opatrunków do leczenia zakażeń ran.

Zdrowie

Jednym z głównych wyzwań związanych z konwencjonalnym dostarczaniem leków jest słaba kontrola nad prawidłowym dawkowaniem środka leczniczego, bez przekraczania toksycznego stężenia. Do gojenia ran można wykorzystać rusztowania ochronne nasączone środkami antybakteryjnymi, co pozwala na precyzyjne leczenie konkretnego miejsca. Postępy w dziedzinie nanotechnologii (a w szczególności nanomateriałów na bazie grafenu) pozwalają na uzyskanie wysokiego współczynnika nasycenia zarówno lekami hydrofilowymi, jak i hydrofobowymi, a także na miejscowe termiczne uwalnianie leków.

Grafenowe opatrunki do miejscowego podawania leków

W ramach projektu PANG, realizowanego przy wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, opracowano nowe nanokompozyty i powierzchnie na bazie grafenu, umożliwiające skuteczniejsze leczenie zakażeń bakteryjnych. Naukowców interesowało w szczególności wykorzystanie tych nowych materiałów do leczenia infekcji skórnych, w przypadku których wysięk pokrywający ranę sprawia, że antybiotyki podawane miejscowo nie są w stanie się do niej przedostać. „Wykorzystując fototermiczne właściwości zredukowanego tlenku grafenu, opracowaliśmy elastyczne plastry umożliwiające bardzo skuteczne leczenie zakażeń ran”, wyjaśnia koordynatorka projektu Sabine Szunerits. Badacze skupieni wokół projektu PANG opracowali maty z nanowłókien ze zredukowanego tlenku grafenu zawierającego kwas poliakrylowy, który pozwala na niekowalencyjne łączenie się z różnymi antybiotykami. Zostały one przebadane in vitro w celu oceny ich zdolności do ablacji kultur bakterii, jak również in vivo na powierzchniowych infekcjach skórnych u myszy. Uzyskane wyniki są obiecujące i zachęcają partnerów do przeprowadzenia badań klinicznych. Zaletą takich miejscowych opatrunków grafenowych w porównaniu z klasycznymi opatrunkami ran jest to, że ciepło można stosować miejscowo, co ogranicza działania niepożądane w obrębie zdrowej skóry. Ponadto, obecność zredukowanego tlenku grafenu pozwala uzyskać wyższą temperaturę skóry niż w przypadku używania samego lasera na podczerwień, co ułatwia termiczne uwalnianie antybiotyków i jednocześnie umożliwia częściową ablację termiczną bakterii. „Możliwość wielokrotnego użycia plastrów oraz ich sterylizacji sprawia, że metoda ta jest bardzo ekonomiczna i nadaje się do zastosowania w bandażach ran skórnych”, podkreśla Szunerits.

Znaczenie projektu PANG i prognozy na przyszłość

W wyniku zakażeń wywołanych przez bakterie antybiotykooporne każdego roku w Unii Europejskiej umierają dziesiątki tysięcy pacjentów. Większość z tych infekcji jest wywoływana przez bakterie Gram-ujemne, a koszty ich leczenia liczone są w miliardach euro. Projekt PANG proponuje wyjątkowe rozwiązanie biomedyczne, które pozwoli na kontrolowane uwalnianie leków w długim okresie czasu. Produkt ten może znaleźć zastosowanie także w leczeniu innych schorzeń, takich jak rak, cukrzyca czy przewlekły ból. Partnerzy projektu badają też potencjał innych nanostruktur opartych na węglu, takich jak nanodiamenty, jako adiuwantów szczepionkowych pozwalających na wzmocnienie odpowiedzi immunologicznej na konkretne antygeny, przy jednoczesnym ograniczeniu związanych z tym zagrożeń dla zdrowia. Faktycznie, nanostruktury okazują się odpowiednimi środkami do leczenia chorób wirusowych. „Infekcje wirusowe stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia ze względu na łatwość rozprzestrzeniania się i skłonność do mutacji, co widać na przykładzie obecnej pandemii COVID-19 oraz epidemii grypy, jakie miały miejsce na przestrzeni lat”, wyjaśnia Szunerits. Brak ukierunkowanej terapii przeciwwirusowej oraz fakt, że ciągle pojawiają się nowe wirusy, oznaczają konieczność tworzenia nowych środków przeciwwirusowych. Ostatnio partnerzy projektu PANG zaproponowali wykorzystanie węglowych kropek kwantowych do leczenia bliskowschodniego zespołu niewydolności oddechowej (MERS-CoV) i liczą, że podejście to uda się zastosować także do zwalczania ciężkiego zespołu ostrej niewydolności oddechowej koronawirusa 2 (SARS-CoV-2).

Słowa kluczowe

PANG, grafen, opatrunek rany, antybiotyk, lek, lekooporność, oporność na antybiotyki, nanokompozyty grafenowe, zakażenia skóry

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania