Dödliga Central Line-associerade blodomloppsinfektioner skulle kunna förhindras med ett nytt e-kateternav

Dödliga Central Line-associerade blodomloppsinfektioner skulle kunna förhindras med ett nytt e-kateternav

Forskare vid Washington State University och Mayo Clinic har utvecklat ett elektrokemiskt kateternav som en dag kan hjälpa till att förhindra dödliga centrallinjerelaterade blodomloppsinfektioner (clabsis), som dödar tusentals människor runt om i världen varje år.

Rapporterar i tidningen,Bioteknik och bioteknikForskarna visade att deras e-kateternav visade "betydande antimikrobiell aktivitet", vilket slog ner en vanlig typ av bakterier som är ansvariga för sjukhusförvärvade infektioner.

Vår idé var att producera hypoklorsyra, ett vanligt desinfektionsmedel, i mycket låg koncentration för att förhindra CLABSI. Det eliminerade infektioner. "

Haluk Beyenal, professor vid Gen and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering och motsvarande författare på tidningen

Centrala venkatetrar, flexibla rör som används i många medicinska procedurer för att administrera vätskor eller mediciner, är ansvariga för cirka 20 procent av blodomloppsinfektionerna.

Medan sjukhus ofta försöker förhindra infektionerna med noggranna protokoll och förebyggande antibiotika, kan katetrar fortfarande vara en grogrund för bakterier, inklusive sorter som är antibiotikaresistenta. Människor som hanterar katetrar kan lätt introducera patogener när de kopplas eller kopplas bort vid sina nav, och risken för infektion ökar hos patienter med långvarig kateterisering. Blodströmsinfektioner kan bli allvarliga och leda till sepsis, som orsakar tusentals dödsfall årligen och är en ledande dödsorsak i flera nordamerikanska och europeiska länder.

"Under Covid-19 ökade clabsi-frekvensen med mer än 50% och clabsis bidrog väsentligt till den ökade dödligheten. Med andra ord berodde en del av dödligheten på clabsi", säger Beyenal.

WSU-forskare har arbetat i flera år med att använda elektrisk ström för att skapa ett kontinuerligt desinfektionsmedel för att förebygga och behandla infektioner.

"Den största utmaningen var om vi kunde göra det användbart och om vi kunde kontrollera det," sa Beyenal. "Vi behövde skapa en låg koncentration utan att producera toxicitet utan att utrota patogener."

Forskarna använde 3D-utskrift för att skapa ett kateternav och inkorporerade sedan liten, batteridriven bärbar elektronik som styr elektroderna för att skapa en elektrokemisk reaktion. Elektroderna är små trådar gjorda av guld eller titan. När kontrollerad elektrisk kraft läggs till elektroderna uppstår en reaktion som omvandlar saltvatten i kateternavet till hypoklorsyra, det bakteriedödande desinfektionsmedlet.

"När du använder ett kateternavsystem måste du alltid fylla det med en lösning som vanligtvis innehåller natriumklorid (salt)," sa Beyenal. "Vi använder bara kloriden i natriumkloriden."

Hypoklorsyra används ofta i rengöringsprodukter, inklusive vissa handrengöringsmedel. Det produceras också naturligt av vita blodkroppar hos friska människor för att bekämpa bakterier, svampar och virus. Istället för en applikation som skulle kunna användas med en handsprit, kan E-Catheter Hub kontinuerligt generera desinficeringsmedlet.

Forskarna visade att e-kateternav dödade en mängd vanliga bakterier som orsakar blodinfektioner. De guldbaserade elektroderna är bäst för stadig produktion av underklorsyra och kontinuerlig dödande av bakterier.

"Vi valde den här typen av bakterier (för testning) på grund av dess resistens mot flera antibiotika, dess utbredda närvaro i centrala venkatetrar och dess förmåga att kvarstå på sjukhusytor och utrustning under längre perioder", säger Majid al-Qurahi, första författare på tidningen och doktorand vid Voiland School.

Forskare ska snart testa katetercentret på djur och med andra typer av bakterieinfektioner och på högre nivåer. De studerar också den maximala koncentrationen av desinfektionsmedel de kan producera för att döda bakterier utan att orsaka fysisk skada.

"Katetern är som en direkt port till blodomloppet, så vi måste se till att allt är säkert," sa Al-Qurahi.

Arbetet finansierades av National Institute of Allergy and Infectious Diseases av National Institutes of Health.

Källor: