Bakterie-dræbende glas giver håb i kampen mod hospitalsinfektioner

Forskere ved Aston University har opdaget en teknik, der ligner middelalderfremstilling af farvet glas, der fuldstændigt kan udrydde de mest dødelige hospitalsinfektioner inden for få timer.

Ved at bruge et såkaldt bioaktivt fosfatglas indeholdende små mængder af det metalliske grundstof kobolt, forskerne var i stand til at opnå et "fuldstændigt drab" af de dødelige bakterielle infektioner E.coli og Candida albicans (en svampeinfektion forbundet med kirurgi), samt et næsten fuldstændigt drab af Staphylococcus aureus (hvis lægemiddelresistente form er MRSA).

ledende forsker, Dr. Richard Martin fra Aston University i Birmingham, sagde, at resultaterne havde betydelige konsekvenser, giver mulighed for billige, antimikrobielle implantater og belægninger for at bekæmpe de mest almindelige kilder til infektioner i forbindelse med lægebehandling.

Undgå behovet for antibiotika, det menes også, at det bioaktive glas kunne være effektivt mod lægemiddelresistente 'superbugs, ' hjælper med at tackle det voksende problem med antimikrobiel resistens (AMR).

Ifølge Det Europæiske Center for Forebyggelse og Kontrol med Sygdomme (ECDC), over fire millioner mennesker i Europa får en sundhedsrelateret infektion (HAI) hvert år, og omkring 37, 000 dør som direkte følge af infektionen. I sin seneste undersøgelse af hospitalspatienter, Public Health England fandt, at 6,4 % havde en sundhedsrelateret infektion.

I undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet ACS Biomaterialer , forskerne brugte en århundreder gammel teknik til at lave glas med spormængder af kobolt i en ovn opvarmet til over 1, 000°C, før hurtig afkøling for at forhindre krystallisation. Disse blev derefter malet ned til et fint pulver og sat i kontakt med bakterier i petriskåle.

Glassene indeholdt varierende koncentrationer af kobolt, giver en kontrolleret frigivelse af antimikrobielle ioner, når de opløses. Ved den højeste koncentration, glasset udryddede E.coli fuldstændigt på kun seks timer, med et "komplet drab" også observeret for C.albicans inden for 24 timer. S.aureus-niveauer blev reduceret med 99% efter 24 timer.

Bakterier, der kom i kontakt med glasset, fik deres cellevægge nedbrudt af metalionerne, får deres indhold til at 'lække ud'. Ioner udvaskede også fra glasset, dræbte bakterier, de ikke var i direkte kontakt med. I separate undersøgelser, lignende antibakterielle egenskaber er blevet observeret i glas med andre metaller, herunder kobber, zink og sølv.

Selvom bioaktive briller har været kendt i nogen tid, dette er den første undersøgelse, der viser, at kobolt-doterede bioaktive glas er effektive til at bekæmpe specifikke bakterielle mikrober, åbner vejen for en bred vifte af anvendelser til at bekæmpe infektion.

Dette omfatter som biologisk nedbrydelige fyldstoffer direkte på operationsstedet, eller trukket ind i fibre til bløddelsapplikationer. Men deres vigtigste anvendelse kunne være i katetre, som er nødvendige for omkring 25 % af hospitalspatienterne, typisk ældre mennesker. Selvom det er sterilt, når det indsættes, når opsamlingsposen er fyldt, er det muligt for bakterier at formere sig og kravle tilbage op ad kateteret ind i blæren, forårsager en urinvejsinfektion. Disse kan være svære at behandle med antibiotika og er den næststørste årsag til septikæmi (blodforgiftning).

For at bekæmpe dette, forskerne siger, at det ville være muligt at indsætte en patron fyldt med antimikrobielt glas i ledningen for at forhindre bakterierne i at kravle tilbage op ad kateteret ind i patienten.

Dr. Richard Martin fra Aston University's School of Engineering and Applied Science, sagde:

"Disse briller giver lokal levering på operationsstedet for at stoppe infektioner i at dannes i første omgang. Når en infektion har haft tid til at etablere sig, er den meget sværere at behandle, fordi der begynder at dannes komplekse bakterielle biofilm, som er meget sværere at tackle.

"Med stigningen i antimikrobiel resistens, disse briller har potentialet til radikalt at ændre, hvordan vi beskytter os mod almindelige hospitalsinfektioner, fordi hvis vi kan stoppe bakterierne i at formere sig, så negererer det behovet for store doser antibiotika.

"Dette ville være gode nyheder for patienterne, som ville have en meget reduceret risiko for at pådrage sig en potentielt livstruende infektion under et hospitalsophold, men også godt for sundhedssystemerne, som kunne gøre mere fornuftig brug af antibiotika og forhindre dyre uplanlagte hospitalsophold."