医院细菌可能致命,因为它们对抗生素具有抗性。结果,需求替代针对细菌的防御方法。幸运的是,一个德国法国研究小组已经能够开发固定细菌的骨植入物。
这些数字令人震惊:德国医院中成千上万的患者每年都会感染对所有常见抗生素具有抗药性的细菌。结果,伤口保持张开,炎症扩散,削弱了生物体,有时甚至导致死亡。
药品上,很难解决这个问题:新抗生素的开发是昂贵,耗时且乏味的。当药物最终进入市场时,不久之后,细菌突变并形成新的抗性。
此外,如果外科医生使用骨植入物,可能会发生细菌侵入身体。骨骼的感染尤其有问题,因为它们可能难以治疗 - 抗生素是由血液在整个体内运输的,只有非常低的浓度到达植入物。
斯图特加特(Stuttgart)Fraunhofer界面工程和生物技术IGB的微生物学家Iris Trick博士说:“最好从一开始就避免感染。”Fraunhofer团队与图卢兹法国Cirimat Carnot Institute的材料科学家一起开发了一种骨骼替代品,具有综合保护抗感染的保护。
没有细菌的机会
乍一看,细粒植入物看起来像面粉。只有在显微镜下,才能看到内部的东西:颗粒的各个颗粒由磷灰石晶体组成。它们的组成和结构与天然骨料相似,天然骨料由相同的化学元素(钙和磷)形成。颗粒使其成为植入物的理想材料。为了防止并发症,一些制造商用抗生素覆盖其骨骼替代物质。当然,这不是100%的保护,因为抗性细菌仍然可以扩散。
跨学科研究小组采取了不同的道路。目的是使用天然材料在磷酸钙晶体上减少,抑制或杀死细菌。在“生物帕比利”项目中 - “磷酸钙磷酸钙抗细菌骨植入物进行局部感染抑制” - 国际团队与各种物质和化合物合作:例如,银,铜和锌离子,也可以与杀死细菌的酶和肽。
法国研究人员设法将金属离子掺入磷灰石晶体中。斯图加特(Stuttgart)的生物学家能够提供证据表明成品粉实际上可以防止感染:在IGB实验室中,虹膜技巧将样品放在互隔绝缘杯中的微量滴定板上,用细菌感染它们,然后使细菌生长以生长几天。
其中有几种葡萄球菌,它们是最常见的医院细菌之一。结果:在磷灰石的附近,细菌的数量减少了90%以上。
事实证明,肽涂层也同样有效:“借助肽,磷灰石颗粒和颗粒受到保护,可以防止细菌,”在IGB上使用涂料的MichaelaMüller博士说。微生物测试中的硬度测试已经通过:危险细菌不能在颗粒和颗粒的表面繁殖。这意味着可以用肽涂层产生抗菌骨植入物。
IGB分子细胞技术小组经理Anke Burger-Kentischer博士说:“但是,仅抗菌活性并不是医学中的一切。”“在实践中可以使用产品之前,必须确保它不会伤害患者。”研究人员已经迈出了第一步。
人类细胞培养物已添加到微滴定板上的植入物样品中。“使用这些细胞毒性测定,我们能够确定细胞可以耐受颗粒中多少金属离子,酶或肽,” Burger-Kentischer总结说。下一步的临床研究将由德国法国研究团队与该行业合作进行。
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