Smrteľným infekciám krvného riečišťa spojeným s centrálnou líniou by sa dalo predísť novým e-katétrom

Smrteľným infekciám krvného riečišťa spojeným s centrálnou líniou by sa dalo predísť novým e-katétrom

Vedci z Washingtonskej štátnej univerzity a Mayo Clinic vyvinuli elektrochemický katéter, ktorý by jedného dňa mohol pomôcť predchádzať smrteľným infekciám krvného obehu spojeným s centrálnou líniou (clabsis), ktoré každoročne zabíjajú tisíce ľudí na celom svete.

Reportáž v časopise,Biotechnológia a bioinžinierstvoVýskumníci ukázali, že ich náboj e-katétra vykazoval „významnú antimikrobiálnu aktivitu“, čím zrazil bežný typ baktérií zodpovedných za infekcie získané v nemocnici.

Našou myšlienkou bolo vyrábať kyselinu chlórnu, bežný dezinfekčný prostriedok, vo veľmi nízkej koncentrácii, aby sa zabránilo CLABSI. To eliminovalo infekcie. “

Haluk Beyenal, profesor na Gen and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering a zodpovedajúci autor článku

Centrálne venózne katétre, flexibilné hadičky používané pri mnohých lekárskych procedúrach na podávanie tekutín alebo liekov, sú zodpovedné za približne 20 percent infekcií krvného obehu.

Zatiaľ čo sa nemocnice často snažia predchádzať infekciám starostlivými protokolmi a preventívnymi antibiotikami, katétre môžu byť stále živnou pôdou pre baktérie, vrátane odrôd, ktoré sú odolné voči antibiotikám. Ľudia, ktorí manipulujú s katétrami, môžu ľahko zaviesť patogény, keď sú pripojené alebo odpojené v ich uzle, a riziko infekcie sa zvyšuje u pacientov s predĺženou katetrizáciou. Infekcie krvného riečišťa sa môžu stať závažnými, čo vedie k sepse, ktorá každoročne spôsobuje tisíce úmrtí a je hlavnou príčinou úmrtí v niekoľkých krajinách Severnej Ameriky a Európy.

"Počas COVID-19 sa miera klabsi zvýšila o viac ako 50 % a klabsi významne prispeli k zvýšenej úmrtnosti. Inými slovami, niektoré úmrtnosti boli spôsobené klabsi," povedal Beyenal.

Výskumníci WSU už niekoľko rokov pracujú na využití elektrického prúdu na vytvorenie kontinuálneho dezinfekčného prostriedku na prevenciu a liečbu infekcií.

"Hlavnou výzvou bolo, či by sme to mohli urobiť použiteľným a či by sme to mohli kontrolovať," povedal Beyenal. "Potrebovali sme vytvoriť nízku koncentráciu bez produkovania toxicity, ale eradikácie patogénov."

Výskumníci použili 3D tlač na vytvorenie rozbočovača katétra a potom začlenili malú nositeľnú elektroniku napájanú batériou, ktorá riadi elektródy na vytvorenie elektrochemickej reakcie. Elektródy sú malé drôty vyrobené zo zlata alebo titánu. Keď sa k elektródam pridá riadená elektrická energia, dôjde k reakcii, ktorá premení slanú vodu v hrdle katétra na kyselinu chlórnu, dezinfekčný prostriedok zabíjajúci baktérie.

"Keď používate systém katétra a hrdla, musíte ho vždy naplniť roztokom, ktorý vo všeobecnosti obsahuje chlorid sodný (soľ)," povedal Beyenal. "Používame len chlorid v chloride sodnom."

Kyselina chlórna sa bežne používa v čistiacich prostriedkoch, vrátane niektorých čistiacich prostriedkov na ruky. Je tiež prirodzene produkovaný bielymi krvinkami u zdravých ľudí na boj proti baktériám, hubám a vírusom. Namiesto aplikácie, ktorá by sa dala použiť s dezinfekčným prostriedkom na ruky, môže hub E-katéter nepretržite generovať dezinfekčný prostriedok.

Vedci ukázali, že náboj e-katétra zabil množstvo bežných baktérií, ktoré spôsobujú infekcie krvi. Elektródy na báze zlata sú najlepšie na stabilnú produkciu kyseliny chlórnej a nepretržité ničenie baktérií.

„Tento typ baktérií (na testovanie) sme si vybrali kvôli jeho odolnosti voči viacerým antibiotikám, jeho rozšírenej prítomnosti v centrálnych venóznych katétroch a jeho schopnosti pretrvať na nemocničných povrchoch a zariadeniach po dlhšiu dobu,“ povedal Majid al-Qurahi, prvý autor článku a postgraduálny študent na Voiland School.

Vedci čoskoro otestujú katétrové centrum na zvieratách a pri iných typoch bakteriálnych infekcií a na vyšších úrovniach. Študujú tiež maximálnu koncentráciu dezinfekčného prostriedku, ktorý dokážu vyrobiť, aby zabili baktérie bez toho, aby spôsobili fyzické poškodenie.

"Katéter je ako priama brána do krvného obehu, takže sa musíme uistiť, že je všetko v bezpečí," povedal Al-Qurahi.

Práca bola financovaná Národným inštitútom pre alergie a infekčné choroby Národného inštitútu zdravia.

Zdroje: