Inteligentné katétre bojujú proti infekciám samy

Materiál môže zistiť kolonizáciu baktériami a prijať protiopatrenia

Dvojitý lúmenový centrálny venózny katéter (CVC) konvenčného dizajnu. © Florian Thillmann / CC BY-SA 3.0
čítať nahlas

Americkí vedci vyvinuli novú zbraň v boji proti infikovaným močovým a žilovým katétrom: inteligentný materiál, ktorý automaticky deteguje, keď je kolonizovaný baktériami, a vytvára ako odpoveď antimikrobiálny materiál. Hoci už katéter je vybavený antibiotikom, vysvetľuje chemik Dipankar Koley z Michiganskej univerzity. Neustále však uvoľňujú svoju účinnú zložku, aj keď nie sú vôbec potrebné, a konzumujú ju príliš rýchlo. Nový systém na druhej strane vytvára žiaduce činidlo iba v prípade potreby a môže v tele zostať omnoho dlhšie. Súčasné prototypy dokážu udržať svoj povrch čistý približne sedem dní. Avšak neskoršie verzie budú oveľa odolnejšie, informoval Koley na výročnom stretnutí Americkej chemickej spoločnosti vo Philadelphii.

Bežný zdroj infekcií

V prípade katétrov existujú dve hlavné oblasti použitia: na jednej strane cievy, na ktorých sú umiestnené, aby mohli pacientom dodávať lieky alebo odobrať krv z nich bez toho, aby museli neustále otvárať nový prístup. Na druhej strane močový mechúr, kde pomáhajú napríklad po operácii na odvodenie moču. Oba varianty sú mimoriadne náchylné na infekciu: odhaduje sa, že približne 15 percent katétrov močového mechúra a až 25 percent žilových katétrov kolonizuje baktériami. V najlepšom prípade je potrebné katéter iba vymeniť, ale v najhoršom prípade sa vyvinie sepsa, ktorá často končí smrťou.

Aby sa zabránilo kolonizácii, existuje už mnoho rôznych prístupov, ako je napríklad začlenenie iónov striebra alebo antibiotika do materiálu katétra. Pretože však tieto zariadenia spotrebúvajú rýchlo, sú vhodné iba na krátkodobé ošetrenie katétrom. Nový systém, na ktorom Koley a jeho kolegovia pracujú, by sa mal dať použiť na dlhšie terapie. Má dva hlavné znaky: zisťuje, kedy je kolonizovaný baktériami, a podľa potreby môže zapnúť a vypnúť výrobu antimikrobiálneho činidla.

Pri zmene pH nedochádza k tvorbe NO

Funkciu senzora sprostredkuje meranie pH, uviedol Koley na konferencii. Zároveň, keď sa baktérie na povrchu katétra zhromaždia do jedného z obávaných biofilmov, rovnováha kyselina-báza v bezprostrednom prostredí materiálu sa zmení. To je možné zmerať a previesť na elektrochemický signál, vysvetlil chemik. Tento signál sa potom používa na spustenie tvorby oxidu dusnatého (NO), látky, ktorá v tele vykonáva množstvo funkcií - okrem iného pomáha pri obrane proti baktériám.

V prototypoch inteligentných katétrov, ktoré Koley a jeho tím testovali v laboratóriu, je NO elektrochemicky generovaný z roztoku dusitanovej soli pomocou medených elektród. Katétre majú dve steny, medzi ktorými je uzavretý fyziologický roztok. NO produkovaný pri aplikácii prúdu sa môže difundovať cez stenu do krvi a rozvinúť tam svoje antimikrobiálne vlastnosti, vysvetlil Koley. V súčasnosti však systém ešte nie je vhodný na použitie v tele, najskôr je potrebné optimalizovať riadenie a niektoré procesy, ako aj dlhovekosť. Keď sa človek môže skutočne spoľahnúť na uvedenie inteligentných katétrov na trh, vedci o nich zatiaľ nepočuli. zobraziť

(Dipankar Koley a kol., University of Michigan, 24.08.2012 - ILB)