Угрожающие жизни бактерии, называемые MRSA, могут нанести вред больнице, поскольку они быстро распространяются и устойчивы к лечению. Но ученые сообщают, что в настоящее время они добились успехов в новой методике, позволяющей избежать антибиотиков. Вместо этого они используют свет для активации кислорода, который затем уничтожает устойчивые к антибиотикам бактерии. Этот метод также можно использовать для лечения других микробных инфекций и, возможно, даже рака.
Исследователи представляют свои результаты сегодня на 256-м Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS).
Клинические учреждения в настоящее время имеют мало альтернатив, пытаясь избавить своих пациентов от MRSA (метициллин-резистентного золотистого стафилококка). Система здравоохранения ветеранов, например, нанимает сотрудников по профилактике инфекций для контроля за гигиеной рук. Идя еще дальше, одно недавнее исследование показало, что дезинфекция каждого пациента, поступившего в отделение неотложной помощи, снижает уровень инфекций кровотока вдвое. Однако эта процедура невозможна в большинстве больниц.
«Вместо того, чтобы прибегать к антибиотикам, которые больше не действуют против некоторых бактерий, таких как MRSA, мы используем фотосенсибилизаторы, в основном молекулы красителей, которые возбуждаются при освещении светом», - говорит Пэн Чжан, доктор философии. «Затем фотосенсибилизаторы превращают кислород в активные формы кислорода, которые атакуют бактерии».
Хотя другие команды экспериментировали с использованием этих типов фотокатализаторов для уничтожения бактерий, они не уничтожили достаточное количество микроорганизмов, чтобы эффективно избавиться от инфекций. Фотосенсибилизаторы в молекулярной форме, как правило, не захватываются настолько, чтобы нанести значительный ущерб. Кроме того, многие из них гидрофобны. Это затрудняет их диспергирование в водной среде, где обычно существуют микроорганизмы. Чтобы преодолеть эти проблемы, группа Чжана сотрудничала с Нилом Эйресом, доктором философии, и его командой. Оба находятся в Университете Цинциннати. Они приступили к разработке нового, диспергируемого в воде гибридного фотосенсибилизатора, который включает наночастицы благородных металлов, украшенные амфифильными полимерами для улавливания молекулярных фотосенсибилизаторов.
Команда показала, что новый фотосенсибилизатор на основе наночастиц гораздо эффективнее уничтожает различные бактерии, чем соответствующие составы, не содержащие металлических частиц. По словам Чжана, эти наночастицы обеспечивают два преимущества. Металл обладает эффектом плазмонного усиления, который способствует образованию более активных форм кислорода, а также концентрирует фотосенсибилизаторы в одном месте для более локального воздействия на бактериальные клетки.
Чжан объясняет это так: «Если вы хотите атаковать замок и просто позволяете всем этим людям атаковать по отдельности, это не очень эффективно. замок в одной точке, можно нанести больше урона."
Чжан имеет патент, связанный с разработкой гибридных фотосенсибилизаторов, которые могут быть приготовлены в виде спрея или геля. Он говорит, что после того, как спрей превратится в продукт, медицинские работники смогут нанести его на любую поверхность, а затем подсветить синим или красным светом, чтобы очистить бактерии, включая MRSA, которые могут присутствовать. Чжан также говорит, что этот метод обещает непосредственные аппликации на рану для устранения инфекции и облегчения заживления. Недавно он провел эксперименты на лабораторных образцах кожи человека и обнаружил, что фотосенсибилизатор не убивает клетки кожи.
Помимо искоренения MRSA, наночастицы идеально подходят для уничтожения раковых клеток кожи, говорит Чжан. Наночастицы эффективно работают при освещении красным светом, который имеет большую длину волны и проникает глубоко под кожу, что важно для лечения рака кожи. Наконец, было доказано, что наночастицы устраняют грибок ногтевого ложа.