新型导管材料预防感染

一种新的涂层,可以防止导管上的生物膜引起的细菌感染
2023年1月27日

采访

安德鲁·胡克,诺丁汉大学

导管

导尿管

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多达五分之一的住院患者最终需要导尿管,这带来了相当大的感染风险,延长了住院时间,推高了医疗成本,甚至可能危及生命。现在,诺丁汉大学的一个研究小组发现了一种新材料,我们可以用它来包裹导管和其他医疗器械,以防止引起感染的细菌附着并引起感染。安德鲁钩…

Andrew -这对NHS来说是个大问题。他们每年要花费20亿美元来处理这种生物膜。事实上,大约75%到80%的医院获得性感染都与导尿管有关。因此,我们对尝试预防与导尿管使用相关的细菌感染很感兴趣。

克里斯:首先是通过使这些设备更难让微生物获得立足点吗?还是通过让它们毒害微生物,使它们无法站稳脚跟?还是两个?

两种方法都用过。所以我们试图毒死或杀死细菌。实际上这是人们最初采用的方法,但没有显示出任何临床效果。这在医院是行不通的。所以我们的方法是阻止细菌,就像你说的,试图抓住脚趾或者形成生物膜,这是细菌形成群落的防御机制。我认为这和你在非洲看到的水牛是一样的,它们形成一个集群来阻止狮子的攻击,这正是生物膜在免疫系统无法攻击它们时所做的。但我们的涂层阻止了细菌这样做,并允许免疫系统清除它们。

克里斯-跟我们说说涂层吧。你到底发现了什么?

安德鲁:事实上,我们一直在努力生产一种可以防止生物膜的涂层。细菌可以使用一些策略来引起感染。我讲过的生物膜。另一种是细菌,尤其是一种叫做变形杆菌的细菌,它能够成群结队地形成大量的细菌,这些细菌能够沿着导管到达膀胱并引起感染。所以我们实际上已经找到了解决生物膜的办法,但我们还没有找到解决蜂群的办法。我们一直在尝试这样做,我们最终找到了一种聚合物,它可以阻止蜂群,但不能阻止生物膜。在这项工作中,我们已经能够将这两者结合在一起来开发一种涂层,这种涂层能够解决所有的问题,并克服细菌用来引起感染的所有策略。所以我们可以防止生物膜,我们可以防止蜂群。

Chris -所以在正常情况下,医院里相当高比例的病人会在某个时候需要插入导尿管来排出尿液。因为我们已经有了连接外部世界和内部世界的东西,这是微生物爬行的高速公路。你说你已经设置了一个路障,让M6与之竞争,阻止他们进入,因为他们得到了它。

安德鲁:对,没错。他们无法进入,也无法在那里站稳脚跟。这是一个有导管的病人的案例,他们有3%的机会感染,这是累积的。两天之后是6%三天之后是9%30天后,几乎100%的病人都被感染了。所以,是的,我们真的认为我们正在制造一个真正的,正如你所说的,细菌能够做到这一点的障碍。

克里斯-这些数字很大,不是吗?那你是怎么做到的呢?你是如何找到合适的配方来制造既能起到导管作用又能以这种方式阻止微生物的东西的?

安德鲁:我们接受了这样一个事实,即我们并不真正了解细菌是如何与材料相互作用的,所以我们不能仅仅根据我们的了解来设计涂层。所以我们采用了一种高通量的方法,我们试图筛选尽可能多的不同的东西,然后确定那些有效的。这就是我们所能做的。所以我们有这种高通量的筛选方法。我们筛选,实际上是成百上千种不同的材料。我们能很快找到有效的方法。

克里斯:你发现的东西有多好?

是的,我们很高兴我们能够生产出一种能够真正绕过细菌所有不同策略的涂层。特别是在蜂群和阻止细菌快速移动的情况下,真的没有其他的策略存在。所以我们真的很兴奋,我们能够找到它。所以我们减少了99%的细菌生物膜的形成。所以我们看到减少了99%。我认为剩下的细菌仍然是这种单一的细菌形式。所以它们被免疫系统很好地清除了,这真的很棒。我们真的很兴奋。这也转化为临床的成功。我们能够在临床上看到感染的减少,这真的很令人兴奋。

Chris -我以为微生物学家已经习惯了谈论杀死99.9%的细菌,但我现在还是接受99%的说法。你提到了你采用这种方法的原因之一,你只是用蛮力,尝试了很多化学物质,直到你找到一种很好的化学物质。你现在发现的事实是否意味着我们现在有了一个新的途径来探索它是如何做到这一点的,这可能会给我们提供线索,让我们知道细菌是如何穿越不同表面的,这可能会为其他治疗打开大门?

安德鲁:是的,当然。我认为这是一个很好的观点。你知道,我们从不了解细菌以及它们与材料相互作用的方式开始。现在我们已经完成了所有这些测试,我们可以利用这些测试来帮助我们了解细菌相互作用的方式,然后能够设计和设计出比我们发现的材料更好的材料。所以这当然是我们努力做的一部分。我认为我们已经能够识别出一类具有抗菌特性的新材料,我认为我们可以利用这些信息来尝试设计出性能更好的材料。

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