Dodelijke Central Line-geassocieerde bloedbaaninfecties kunnen worden voorkomen met een nieuwe e-katheterhub

Dodelijke Central Line-geassocieerde bloedbaaninfecties kunnen worden voorkomen met een nieuwe e-katheterhub

Onderzoekers van de Washington State University en de Mayo Clinic hebben een elektrochemische katheterhub ontwikkeld die op een dag dodelijke centrale lijn-geassocieerde bloedbaaninfecties (clabsis) zou kunnen helpen voorkomen, die elk jaar duizenden mensen over de hele wereld doden.

In het tijdschrift bericht,Biotechnologie en bio-engineeringDe onderzoekers toonden aan dat hun e-katheterhub “significante antimicrobiële activiteit” vertoonde, waardoor een veelvoorkomend type bacterie werd uitgeschakeld die verantwoordelijk is voor ziekenhuisinfecties.

Ons idee was om hypochloorzuur, een veelgebruikt ontsmettingsmiddel, in een zeer lage concentratie te produceren om CLABSI te voorkomen. Het elimineerde infecties. “

Haluk Beyenal, professor aan de Gen en Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering en corresponderende auteur op het papier

Centrale veneuze katheters, flexibele slangen die bij veel medische procedures worden gebruikt om vloeistoffen of medicijnen toe te dienen, zijn verantwoordelijk voor ongeveer 20 procent van de bloedbaaninfecties.

Hoewel ziekenhuizen de infecties vaak proberen te voorkomen met zorgvuldige protocollen en preventieve antibiotica, kunnen katheters nog steeds een voedingsbodem zijn voor bacteriën, waaronder varianten die antibioticaresistent zijn. Mensen die met katheters omgaan, kunnen gemakkelijk ziekteverwekkers introduceren wanneer ze op hun hubs zijn aangesloten of losgekoppeld, en het risico op infectie neemt toe bij patiënten met langdurige katheterisatie. Bloedbaaninfecties kunnen ernstig worden en leiden tot sepsis, die jaarlijks duizenden sterfgevallen veroorzaakt en een belangrijke doodsoorzaak is in verschillende Noord-Amerikaanse en Europese landen.

“Tijdens Covid-19 stegen de clabsi-cijfers met meer dan 50% en clabsis leverde een aanzienlijke bijdrage aan de verhoogde sterfte. Met andere woorden, een deel van de sterfgevallen was te wijten aan clabsi”, aldus Beyenal.

WSU-onderzoekers werken al enkele jaren aan het gebruik van elektrische stroom om een ​​continu ontsmettingsmiddel te creëren om infecties te voorkomen en te behandelen.

“De grootste uitdaging was of we het bruikbaar konden maken en of we het konden controleren”, aldus Beyenal. “We moesten een lage concentratie creëren zonder toxiciteit te veroorzaken, maar ziekteverwekkers uit te roeien.”

De onderzoekers gebruikten 3D-printen om een ​​katheterhub te creëren en integreerden vervolgens kleine, op batterijen werkende draagbare elektronica die de elektroden aanstuurde om een ​​elektrochemische reactie te creëren. De elektroden zijn kleine draadjes gemaakt van goud of titanium. Wanneer gecontroleerde elektrische stroom aan de elektroden wordt toegevoegd, vindt er een reactie plaats, waarbij zout water in de katheterhub wordt omgezet in hypochloorzuur, het bacteriedodende desinfectiemiddel.

“Als je een katheter-naafsysteem gebruikt, moet je het altijd vullen met een oplossing die doorgaans natriumchloride (zout) bevat”, aldus Beyenal. "We gebruiken gewoon het chloride in het natriumchloride."

Hypochloorzuur wordt vaak gebruikt in schoonmaakproducten, waaronder enkele handreinigers. Het wordt ook van nature geproduceerd door witte bloedcellen bij gezonde mensen om bacteriën, schimmels en virussen te bestrijden. In plaats van een toepassing die kan worden gebruikt met een handdesinfecterend middel, kan de E-Catheter Hub het ontsmettingsmiddel continu genereren.

De onderzoekers toonden aan dat de e-katheterhub een verscheidenheid aan veel voorkomende bacteriën doodde die bloedinfecties veroorzaken. De op goud gebaseerde elektroden zijn het beste voor de gestage productie van hypochloorzuur en het continu doden van bacteriën.

“We kozen voor dit type bacterie (om te testen) vanwege de resistentie tegen meerdere antibiotica, de wijdverspreide aanwezigheid in centrale veneuze katheters en het vermogen om gedurende langere tijd op ziekenhuisoppervlakken en apparatuur te blijven bestaan”, zegt Majid al-Qurahi, eerste auteur van het artikel en een afgestudeerde student aan de Voiland School.

Onderzoekers zullen het kathetercentrum binnenkort testen bij dieren en bij andere soorten bacteriële infecties en op hogere niveaus. Ze onderzoeken ook de maximale concentratie desinfectiemiddel die ze kunnen produceren om bacteriën te doden zonder fysieke schade aan te richten.

“De katheter is als een directe toegangspoort tot de bloedbaan, dus we moeten ervoor zorgen dat alles veilig is”, zei Al-Qurahi.

Het werk werd gefinancierd door het National Institute of Allergy and Infectious Diseases van de National Institutes of Health.

Bronnen: