Dødelige Central Line-associerede blodbaneinfektioner kunne forhindres med et nyt e-kateterhub

Dødelige Central Line-associerede blodbaneinfektioner kunne forhindres med et nyt e-kateterhub

Forskere ved Washington State University og Mayo Clinic har udviklet en elektrokemisk kateterhub, der en dag kan hjælpe med at forhindre dødelige infektioner i blodbanen (clabsis), der er forbundet med den centrale linje, som dræber tusindvis af mennesker rundt om i verden hvert år.

Referat i bladet,Bioteknologi og bioteknikForskerne viste, at deres e-kateter-hub viste "betydelig antimikrobiel aktivitet", der slog en almindelig type bakterier, der er ansvarlige for hospitalserhvervede infektioner, ned.

Vores idé var at producere hypoklorsyre, et almindeligt desinfektionsmiddel, i meget lav koncentration for at forhindre CLABSI. Det eliminerede infektioner. “

Haluk Beyenal, professor ved Gen og Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering og tilsvarende forfatter på papiret

Centrale venekatetre, fleksible rør, der bruges i mange medicinske procedurer til at administrere væsker eller medicin, er ansvarlige for omkring 20 procent af blodbanens infektioner.

Mens hospitaler ofte forsøger at forhindre infektionerne med omhyggelige protokoller og forebyggende antibiotika, kan katetre stadig være en yngleplads for bakterier, herunder sorter, der er antibiotika-resistente. Mennesker, der håndterer katetre, kan nemt indføre patogener, når de er tilsluttet eller afbrudt ved deres hubs, og risikoen for infektion øges hos patienter med langvarig kateterisering. Blodbaneinfektioner kan blive alvorlige og føre til sepsis, som forårsager tusindvis af dødsfald årligt og er en førende dødsårsag i flere nordamerikanske og europæiske lande.

"Under Covid-19 steg clabsi-raterne med mere end 50%, og clabsis ydede et væsentligt bidrag til den øgede dødelighed. Med andre ord skyldtes nogle af dødeligheden clabsi," sagde Beyenal.

WSU-forskere har i flere år arbejdet på at bruge elektrisk strøm til at skabe et kontinuerligt desinfektionsmiddel til at forebygge og behandle infektioner.

"Den største udfordring var, om vi kunne gøre det brugbart, og om vi kunne kontrollere det," sagde Beyenal. "Vi var nødt til at skabe en lav koncentration uden at producere toksicitet, men at udrydde patogener."

Forskerne brugte 3D-print til at skabe et kateterhub og indarbejdede derefter lille, batteridrevet bærbar elektronik, der styrer elektroderne for at skabe en elektrokemisk reaktion. Elektroderne er små ledninger lavet af guld eller titanium. Når der tilføres kontrolleret elektrisk strøm til elektroderne, sker der en reaktion, der omdanner saltvand i kateternavet til hypoklorsyre, det bakteriedræbende desinfektionsmiddel.

"Når du bruger et kateter-hub-system, skal du altid fylde det med en opløsning, der generelt indeholder natriumchlorid (salt)," sagde Beyenal. "Vi bruger bare kloridet i natriumchloridet."

Hypoklorsyre er almindeligt anvendt i rengøringsprodukter, herunder nogle håndrensere. Det produceres også naturligt af hvide blodlegemer hos raske mennesker for at bekæmpe bakterier, svampe og vira. I stedet for en applikation, der kunne bruges med et hånddesinfektionsmiddel, kan E-kateterhubben kontinuerligt generere desinfektionsmidlet.

Forskerne viste, at e-kateterhubben dræbte en række almindelige bakterier, der forårsager blodinfektioner. De guldbaserede elektroder er bedst til den konstante produktion af hypoklorsyre og kontinuerlig dræbning af bakterier.

"Vi valgte denne type bakterier (til test) på grund af dens modstandsdygtighed over for flere antibiotika, dens udbredte tilstedeværelse i centrale venekatetre og dens evne til at forblive på hospitalets overflader og udstyr i længere tid," sagde Majid al-Qurahi, førsteforfatter på avisen og en kandidatstuderende ved Voiland School.

Forskere vil snart teste katetercentret i dyr og med andre typer af bakterielle infektioner og på højere niveauer. De studerer også den maksimale koncentration af desinfektionsmiddel, de kan producere for at dræbe bakterier uden at forårsage fysisk skade.

"Kateteret er som en direkte indgang til blodbanen, så vi er nødt til at sikre, at alt er sikkert," sagde Al-Qurahi.

Arbejdet blev finansieret af National Institute of Allergy and Infectious Diseases af National Institutes of Health.

Kilder: