Nowatorski nanomateriał zapewni ochronę przed zakażeniami wywołanymi cewnikowaniem
Zakażenia wywołane cewnikowaniem, stosowanym najczęściej u pacjentów cierpiących na nietrzymanie moczu, dotykają około 10 milionów chorych. Stanowią one jednocześnie 40 % wszystkich zakażeń szpitalnych, a ze względu na pogłębiający się problem antybiotykooporności coraz trudniej jest je wyleczyć. Naukowcy skupieni wokół projektu NANOELAST opracowują cewniki nowej generacji wykonane z nowatorskiego nanomateriału, który zabija bakterie wywołujące zakażenia dróg moczowych. „Materiał ten ma naturalny mechanizm, który umożliwia zwalczanie bakterii”, wyjaśnia koordynator projektu, Anand Kumar Rajasekharan, dyrektor generalny w szwedzkiej firmie Amferia, która pracuje nad antybakteryjnym cewnikiem. Opatentowany nanomateriał został zaprojektowany przez Uniwersytet Technologiczny Chalmers w Göteborgu w Szwecji. Jest to miękki i elastyczny nanoporowy polimer zwany elastomerem posiadający właściwości zbliżone do gumy, który nie pęka pod wpływem rozciągania. Powierzchnia tego nanomateriału na stałe pokryta jest przeciwdrobnoustrojowymi peptydami – małymi cząsteczkami, których stworzenie zostało zainspirowane układem odpornościowym ludzi i ssaków, i które zwalczają bakterie poprzez penetrację ich ściany komórkowej. „Jest to jednocześnie bardzo wytrzymały i elastyczny materiał. Zetknięcie się bakterii z jego powierzchnią zaburza jej ścianę komórkową i w efekcie zbija bakterię”, wyjaśnia Rajasekharan. „Zakażenie wywoływane jest przez różne szczepy bakterii. W przypadku naszych cewników wystarczyło, że rozpoznaliśmy w laboratorium jeden lub dwa szczepy”, dodaje.
Rurki wykonane z nowatorskiego materiału
Największe problemy przysporzyło naukowcom uformowanie z tego materiału, którego struktura przypomina pastę, rurki o określonych wymiarach, a następnie produkowanie ich w dużych ilościach. „Uformowanie rurki z materiału, a potem utrzymanie jej struktury i nanoarchitektury stanowiło największe wyzwanie, jakie napotkaliśmy podczas realizacji projektu”. Zespół musiał zatem przetestować i dostosować proces tak, aby był odpowiedni dla wykorzystywanego surowca. Standardowym procesem formowania rurek stosowanym w przemyśle jest wytłaczanie polimerów. „Najczęściej stosuje się go do płynnych materiałów. Nasz materiał ma jednak strukturę lepkiej pasty, więc użycie wytłaczarki byłoby trudne, dlatego musieliśmy dokonać pewnych modyfikacji”, wyjaśnia Rajasekharan. Jednocześnie wdrożenie tego procesu w istniejących fabrykach musiało być proste i nie wymagać dużego nakładu finansowego. Przed rozpoczęciem projektu przedstawiciele firmy przeprowadzili rozmowy z potencjalnymi partnerami, które pozwoliły im ocenić zainteresowanie produktem. „Naszymi klientami prawdopodobnie będą producenci cewników obecnie dostępnych na rynku, którzy będą mogli zastosować nasz materiał w produkcji swoich produktów”, mówi naukowiec.
Skalowanie wymagać będzie stabilnego materiału
Firma Amferia stworzyła już wcześniej opatrunki w oparciu o podobne przeciwbakteryjne nanomateriały oraz zdążyła już sprawdzić wiele aspektów dotyczących bezpieczeństwa i biokompatybilności podczas badań przedklinicznych. „Najważniejszą kwestią dotyczącą skalowalności jest dostępność surowców. Nasz materiał składa się z polimerów. Potwierdziliśmy ich nietoksyczność i pełną biokompatybilność oraz udało nam się znaleźć dostawców”, mówi Rajasekharan. Zwiększenie skali produkcji przemysłowej wymaga stabilności nanomateriału. „Przeprowadzamy właśnie badania laboratoryjne, które pozwolą nam ustalić, czy okres trwałości i przechowywania jest taki sam co w przypadku innych obecnie dostępnych na rynku cewników, czyli od roku do dwóch lat. Uzyskane do tej pory wyniki są bardzo obiecujące”, dodaje. „Naszym kolejnym krokiem jest nawiązanie współpracy z przedsiębiorstwem, które ma doświadczenie w produkcji i procesach regulacyjnych, ponieważ pozwoli nam to przenieść naszą technologię z laboratorium do klinik, a ostatecznie dostarczyć ją do samych pacjentów”.
Słowa kluczowe
NANOELAST, cewnik, drogi moczowe, nietrzymanie moczu, antybiotykooporność, przeciwbakteryjny, polimery, elastomer
