Dobbeltvirkende glat kateter bekæmper bakterier

En superglat belægning, der udvikles på et University of Wisconsin-Madison laboratorium, kunne gavne medicinske katetre, fabriksudstyr, og endda en dag, olietankskibe.

Belægningen indeholder en smøreolie, der modstår vedhæftning af bakterier. Et første kommercielt mål er katetre, som bruges til at levere eller fjerne væsker i medicin.

Katetre er ofte koloniseret af bakterier, der danner en sej "biofilm", der modstår midler, der ellers ville dræbe dem.

Mellem 250, 000 og 500, 000 kateterinfektioner i USA hvert år koster milliarder gennem øget brug af antibiotika, længere hospitalsophold, og behovet for at udskifte kateteret.

UW–Madison kemiteknik Professor David Lynn skaber den patenterede belægning ved skiftevis at dyppe en genstand i to polymeropløsninger.

Wisconsin Alumni Research Foundation har adskillige patenter på Lynns arbejde og har tilmeldt projektet i WARF Accelerator Program. Ifølge WARF Accelerator-direktør Greg Keenan, "Den superglatte overflade kan reducere infektioner, blokeringer og omkostninger forbundet med katetre."

WARF Accelerator har til formål at reducere risiciene ved lovende teknologier og lette vejen til licenser for en virksomhed. "Målet med WARF Accelerator er at tiltrække industripartnere eller investorer ved at validere markedspotentiale, demonstrere kommerciel værdi, og mindske risikoen for den underliggende teknologi, " siger Keenan.

Indtægter fra licenser er den primære kilde til de millioner af dollars, som WARF årligt sender til UW-Madison for at støtte forskning, lønninger, bygninger og udstyr.

Den nye belægning kan også infunderes med slow-release antibiotika, som kan dræbe svampe og bakterier i blodbanen eller urinvejene, hvor katetre ofte bruges.

med Helen Blackwell, en professor i kemi ved UW-Madison med omfattende forståelse af bakterievækst, Lynn har påvist, at de "glatte væske-infunderede porøse overflader" (SLIPS) faktisk forhindrer bakterier i at vokse på glasoverflader.

Lynns glatte belægninger var inspireret af visse planteblade, som får vand til at perle op til næsten kugleformede dråber. "Der har været en stor indsats inden for materialevidenskab for at udvikle syntetiske efterligninger af disse blade, " siger Lynn.

Lynn's SLIPS er porøse materialer, der er fremstillet ved at dyppe en genstand i to polymeropløsninger. Belægningerne er omkring tre milliontedele meter tykke, 25 gange tyndere end et ark papir.

Mange processer, som dem, der bruges i computerchips og solpaneler, kan belægge flade genstande. Men Lynns dip-and-redip-proces kan belægge komplekse eller buede overflader som begge overflader af et kateter.

For omkring et år siden, finansiering og støtte fra WARF Accelerator begyndte at støtte "afrisikoen" af belægningsprocessen. katetre, Lynn bemærker, "skal tåle bøjning, sterilisering, oprulning, og sidde på en hylde i seks måneder uden at blive tør eller skør."

Lynns belægninger føles ultra-glatte, men deres ru indre kan opbevare kemikalier. "Disse laster kan dræbe bakterier eller svampe, "Lynn siger. "Det kan hjælpe yderligere med at forhindre begroning af bakterier og forlænge levetiden af ​​disse materialer."

Og fordi belægningerne forhindrer adhæsion af mange stoffer, inklusive vand, olie, ketchup og sennep, de kan være nyttige i fødevareforarbejdning.

Keenan, direktør for WARF Accelerator, siger, "Min oplevelse hos LiquiGlide, som kommercialiserer en anderledes glat belægning, lærte mig, at tyktflydende væsker, der klæber på faste overflader, resulterer i milliarder af dollars i spild og ineffektivitet. Jeg så førstehånds den enorme økonomiske, miljø, og sundhedsmæssige fordele, der kan løses med disse nye væskeinfunderede belægninger i en lang række anvendelser, fra forbrugeremballage til kemisk fremstilling til medicinsk udstyr."

Katetre transporterer væske, som kan trække smøreolien eller antibiotikaadditivet ud over tid, siger Lynn. "Vi var nødt til at se på, hvad der ville ske i en arterie eller vene i kontakt med blod. Kan disse belægninger også forhindre koagulering? Kan de overleve i et urinkateters højsaltmiljø? Hvor effektiv er den antibakterielle aktivitet?"

Indtil nu, et års eksamen har ikke afdækket alvorlige forhindringer, siger Lynn. "Det er den slags tests, som WARF Accelerator kan understøtte og er ud over det sædvanlige forsknings- og designarbejde, vi udfører, men er nyttige for firmaer, der måske ønsker at licensere denne teknologi. Teknologien bliver mindre risikabel for dem, og mere rentabelt for WARF. Den ultimative vinder bliver universitetet."