Учени от университета Браун са разработили нов материал, който може да освобождава лекарства само когато наоколо има патогенни бактерии. Когато се използва като превръзка, хидрогелът може да доставя лекарства при поискване, когато инфекцията започне да се задържа.
Прекомерната употреба на антибиотици е един от ключовите двигатели на лекарствената резистентност при бактериите. Доставянето на точното количество в точното време може да помогне за забавяне на този процес, но може да е трудно да се прецени. Така че за новото проучване изследователите на Браун разработиха интелигентен материал, който освобождава своя полезен товар само когато открие бактерии.
Хидрогелът е съставен от омрежена мрежа от полимери, които могат да задържат товар от наночастици, като антибиотици, които ще останат здраво затворени. Материалът обаче е проектиран така, че тези полимери да се разграждат, когато срещнат ензими, известни като бета-лактамази, които се произвеждат от много патогенни бактерии. Това от своя страна освобождава наночастиците.
„Интересно е, че бета-лактамазите всъщност са основна причина за антибиотична резистентност, тъй като те унищожават бета-лактамните антибиотици, които са едни от най-често предписваните ни антибиотици“, каза Анита Шукла, водещ изследовател на изследването. “Но ние взехме този бактериален защитен механизъм и го използвахме срещу бактериите.”
Екипът тества техниката в лабораторни съдове и в проби от свинска кожа, използвайки флуоресцентни наночастици, които могат да бъдат ясно проследени при освобождаването им. И разбира се, хидрогеловете освободиха полезния си товар в отговор на бактерии, които произвеждат бета-лактамази, докато други бактериални ензими не разграждат структурата. Това показва, че техниката може да бъде селективна за определени бактерии спрямо други.
„Разработихме интелигентна система за доставка на лекарства, задействана от бактерии“, каза Шукла. „Нашата хипотеза е, че технологии като тази, които намаляват количеството лекарство, което е необходимо за ефективно лечение, също могат да намалят както страничните ефекти, така и потенциала за резистентност.
Подобни хидрогелове с контролирано освобождаване са тествани като начин за борба с рака, чрез освобождаване на противоракови лекарства в отговор на киселинността и температурите на туморната микросреда. В този случай екипът казва, че новият хидрогел може да се използва като превръзка за рани, която незабавно и ефективно освобождава антибиотици, когато започне да се появява инфекция.
Изследването е публикувано в списанието Приложни материали и интерфейси на ACS.
Източник: Браун университет
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
