Nyt materiale til behandling af sår kan beskytte mod resistente bakterier

Forskere ved Chalmers Tekniske Universitet, Sverige, har udviklet et nyt materiale, der forhindrer infektioner i sår, en specialdesignet hydrogel, der virker mod alle typer bakterier, herunder antibiotika-resistente stammer. Det nye materiale giver et stort håb om at bekæmpe et voksende globalt problem.

Verdenssundhedsorganisationen beskriver antibiotika-resistente bakterier som en af ​​de største trusler mod global sundhed. At håndtere problemet kræver et skift i den måde, vi bruger antibiotika på, og nye, bæredygtige medicinske teknologier skal udvikles.

"Efter at have testet vores nye hydrogel på forskellige typer bakterier, vi observerede et højt niveau af effektivitet, også mod dem, der er blevet resistente over for antibiotika, siger Martin Andersson, forskningsleder for studiet og professor ved Institut for Kemi og Kemiteknik på Chalmers Tekniske Universitet.

Forskning og udvikling af materialet har været i gang i mange år hos Martin Anderssons gruppe på Chalmers, vokser i omfang undervejs, med særligt fokus på mulighederne for sårpleje. Nu, resultaterne er publiceret som en videnskabelig artikel i tidsskriftet ACS Biomaterials Science &Engineering.

Hovedformålet med undersøgelserne har hidtil været at udforske nye medicinske teknologiske løsninger til at reducere brugen af ​​systemiske antibiotika. Resistente bakterier forårsager, hvad der omtales som hospitalserhvervet infektion - en livstruende tilstand og er stigende i forekomst på verdensplan.

Efterligner det naturlige immunsystem

Det aktive stof i det nye bakteriedræbende materiale består af antimikrobielle peptider, små proteiner, der findes naturligt i immunsystemet.

"Med disse typer peptider, der er meget lav risiko for, at bakterier udvikler resistens mod dem, da de kun påvirker den yderste membran af bakterierne. Det er måske den vigtigste grund til, at de er så interessante at arbejde med, siger Martin Andersson.

Forskere har længe forsøgt at finde måder at bruge disse peptider i medicinske applikationer, men indtil videre uden den store succes. Problemet er, at de hurtigt nedbrydes, når de kommer i kontakt med kropsvæsker såsom blod. Den aktuelle undersøgelse beskriver, hvordan forskerne formåede at overvinde problemet gennem udviklingen af ​​en nanostruktureret hydrogel, hvori peptiderne er permanent bundet, skabe et beskyttende miljø.

"Materialet er meget lovende. Det er uskadeligt for kroppens egne celler og skånsomt mod huden. I vores målinger er det bl.a. hydrogelens beskyttende virkning på de antimikrobielle peptider er klar - peptiderne nedbrydes meget langsommere, når de bindes til det, siger Edvin Blomstrand, ph.d.-studerende ved Institut for Kemi og Kemiteknik på Chalmers, og en af ​​artiklens hovedforfattere.

"Vi forventede gode resultater, men vi var virkelig positivt overrasket over, hvor effektivt materialet har vist sig, " tilføjer Martin Andersson.

Ifølge forskerne, dette nye materiale er det første medicinske udstyr, der har succesfuld brug af antimikrobielle peptider på en klinisk og kommercielt levedygtig måde. Der er mange forskellige og lovende muligheder for klinisk anvendelse.

Startup-virksomheden Amferia tager forskningen fra laboratorium til marked

I de seneste år, Grundlæggende forskning i det antimikrobielle peptid hydrogel har kørt sideløbende med kommerciel udvikling af innovationen gennem spin-off-virksomheden Amferia AB.

Virksomheden blev grundlagt i 2018 af Martin Andersson sammen med Saba Atefyekta og Anand Kumar Rajasekharan, som begge disputerede ved Chalmers Institut for Kemi og Kemiteknik.

Materialet og ideen, som i øjeblikket er udviklet som et antibakterielt sårplaster, har skabt interesse rundt om i verden, tiltrække betydelige investeringer og modtage flere priser. Virksomheden arbejder intensivt på at få materialet på markedet, så det kan gavne det bredere samfund.

Før det nye materiale kan komme hospitaler og patienter til gode, kliniske undersøgelser er nødvendige, som er i gang. En CE-mærkning af materialet forventes afsluttet i 2022. Endvidere sårplasterversionen af ​​det nye materiale er under afprøvning i veterinærplejen, til behandling af kæledyr. Virksomheden Amferia AB samarbejder allerede med en række veterinærklinikker rundt om i Europa, hvor hydrogelen nu bliver testet.

"Amferia har for nylig indgået et strategisk partnerskab med Sveriges største distributør af premium medicinsk og diagnostisk udstyr for i fællesskab at lancere disse sårplejeprodukter til det svenske veterinærmarked i løbet af 2021" siger Martin Andersson.

Mere om antimikrobielle peptider og det nye materiale

De gavnlige egenskaber ved antimikrobielle peptider har været kendt i nogle årtier, og tusindvis af forskellige varianter, der forekommer i menneskers naturlige immunsystem, dyr og planter er blevet opdaget. Forskere har længe forsøgt at efterligne og bruge deres naturlige funktion til at forebygge og behandle infektioner uden at skulle bruge traditionelle antibiotika. Imidlertid, fordi peptiderne nedbrydes, så snart de kommer i kontakt med blod eller andre kropsvæsker, vellykket klinisk brug har vist sig at være uhåndgribelig. Forskerne vidste, at der var brug for smarte nye løsninger for at beskytte peptidet mod nedbrydning. Det nye materiale i undersøgelsen har vist sig at fungere meget godt, gør det muligt at påføre peptiderne direkte på sår og skader på kroppen, med virkning både at forebygge og behandle infektion. Materialet er også ikke-giftigt, så den kan bruges direkte på huden. Potentialet i dette nye materiale kan også ses i den fleksibilitet, det giver til forskellige typer produkter.

"Indtil nu, vi har primært forestillet os materialet som en sårplejeforbinding, men vi arbejder på en ny undersøgelse, der undersøger potentialet for en sårplejespray, siger Edvin Blomstrand.