Broń w tlen, aby zabić infekcje i choroby

Anonim

Zagrażające życiu bakterie zwane MRSA mogą okaleczyć szpital, ponieważ rozprzestrzenia się szybko i jest odporny na leczenie. Ale naukowcy donoszą, że robią postępy w nowej technice, która unika antybiotyków. Zamiast tego używają światła do aktywacji tlenu, który następnie usuwa bakterie odporne na antybiotyki. Metodę można również stosować do leczenia innych zakażeń drobnoustrojami, a być może nawet raka.

Naukowcy przedstawiają dziś swoje wyniki podczas 256. Narodowego Spotkania i Ekspozycji Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego (ACS).

Obiekty kliniczne mają obecnie niewiele alternatyw, gdy próbują pozbyć się swoich pacjentów z MRSA (opornym na metycylinę Staphylococcus aureus). Na przykład system opieki zdrowotnej weteranów zatrudnia pracowników zajmujących się zapobieganiem infekcjom w celu śledzenia higieny rąk. Idąc dalej, jedno z ostatnich badań wykazało, że dezynfekcja każdego pacjenta dopuszczonego do leczenia ostrego obniżyła częstość zakażeń krwioobiegiem o połowę. Jednak w większości szpitali taka procedura nie jest możliwa.

"Zamiast stosować antybiotyki, które nie działają przeciwko niektórym bakteriom, takim jak MRSA, używamy fotosensybilizatorów, głównie cząsteczek barwników, które stają się podekscytowane, gdy są oświetlone światłem", mówi dr Peng Zhang. "Następnie fotouczulacze przekształcają tlen w reaktywne formy tlenu, które atakują bakterie."

Chociaż inne zespoły eksperymentowały z użyciem tego typu fotokatalizatorów do niszczenia bakterii, nie zniszczyły one wystarczającej liczby mikroorganizmów, aby skutecznie pozbyć się infekcji. Fotouczulacze w postaci molekularnej mają tendencję do niedostatecznej korozji, aby wyrządzić znaczne szkody. Ponadto wiele z nich jest hydrofobowych. Utrudnia to ich rozproszenie w środowisku wodnym, w którym zazwyczaj występują mikroorganizmy. Aby pokonać te wyzwania, grupa Zhanga współpracowała z dr Neilem Ayresem i jego zespołem. Obaj są na Uniwersytecie w Cincinnati. Postanowili zaprojektować nowy, dyspergujący w wodzie, hybrydowy fotosensybilizator - taki, który zawiera nanocząsteczki metalu szlachetnego ozdobione amfifilowymi polimerami, aby uwięzić fotouczulacze molekularne.

Zespół wykazał, że nowy nanocząsteczkowy fotosensybilizator był znacznie skuteczniejszy w zabijaniu różnych bakterii niż odpowiednie preparaty, które nie zawierały cząstek metalu. Według Zhanga, te nanocząsteczki zapewniają dwie korzyści. Metal ma działanie wzmacniające plazmon, który promuje generowanie bardziej reaktywnych form tlenu, jednocześnie koncentrując fotouczulacze w jednym miejscu dla bardziej zlokalizowanego uderzenia w komórki bakteryjne.

Zhang wyjaśnia to w następujący sposób: "Jeśli chcesz zaatakować zamek, a ty po prostu pozwolisz wszystkim tym ludziom atakować indywidualnie, to nie jest to zbyt skuteczne. Zamiast tego, jeśli masz taką samą liczbę osób zgrupowanych razem atakujących zamek w pewnym momencie, możliwe jest zadawanie większych obrażeń. "

Zhang ma patent związany z projektowaniem hybrydowych fotosensybilizatorów, które można formułować w spray lub żel. Mówi, że po rozpyleniu sprayu na produkt lekarze mogą umieścić go na dowolnej powierzchni, a następnie oświetlić go niebieskim lub czerwonym światłem, aby oczyścić bakterie, w tym MRSA, które mogą być obecne. Zhang twierdzi również, że metoda ta daje nadzieję na bezpośrednie zastosowanie ran w celu wyeliminowania infekcji i pomocy w leczeniu. Ostatnio przeprowadził eksperymenty na próbkach laboratoryjnych ludzkiej skóry i stwierdził, że fotouczulacz nie zabija komórek skóry.

Oprócz wyeliminowania MRSA, nanocząsteczki są idealne do niszczenia komórek rakowych skóry, mówi Zhang. Nanocząstki działają skutecznie przy oświetleniu światłem czerwonym, które ma długą długość fali, która wnika głęboko pod skórę - coś, co jest ważne w leczeniu raka skóry. W końcu wykazano, że nanocząstki eliminują grzyb w łożysku paznokcia.

menu
menu