Исследователи из Медицинской школы Университета Индианы нашли способ усилить борьбу с бактериальными инфекциями с помощью электричества. Учёные разработали повязки для ран, которые используют слабое электрическое поле для разрушения бактериальных биоплёнок.
Поясним, что некоторые микроорганизмы способны формировать колонии, сцепляя свои клетки друг с другом. Эти клетки, как правило, располагаются в липкой слизи, состоящей из внеклеточного вещества.
Подобные бактерии крайне опасны: они часто вырабатывают устойчивость к антибиотикам и лучше защищены от воздействий внешней среды.
Авторы работы уточняют, что биоплёнки часто образуются на ранах и ожогах, после операций или других вмешательств, которые производятся при помощи различных инструментов, к примеру, катетеров (кстати, для последних учёные недавно создали новое защитное покрытие).
По оценкам разных научных центров, от 65 до 80% всех бактериальных инфекций вызваны патогенами, формирующими биоплёнки.
Ранее было установлено, что подобные бактерии вырабатывают электричество и используют свои собственные электрические поля для связи друг с другом и формирования биоплёнки.
Исследователи предположили, что слабое электрическое поле может помешать формированию биоплёнок и разрушать те, которые уже присутствуют на ране.
Команда создала специальную ткань, на которую нанесены частицы серебра и цинка. Такая ткань при соприкосновении с жидкостями, присутствующими в ране, генерирует один вольт электричества. Внешнего источника питания для этого не требуется: нужна лишь электрохимическая реакция, которая запускается при контакте повязки с биологическими жидкостями организма (кровь, различные раневые выделения).
Отмечается, что генерируемое таким образом электрическое поле безвредно для пациента, но способно разрушить бактериальную биоплёнку и предотвратить последующее формирование новых колоний патогенов.
Испытания на свиньях показали, что такие повязки предотвращают образование биоплёнки сразу же после заражения бактериальной инфекцией, а также разрушают уже сформированную биоплёнку спустя семь дней после заражения.
Более того, медики наблюдали и другие положительные эффекты: ускоренное заживление ран, снижение воспаления и восстановление барьерной функции кожи.
По словам учёных, новые повязки действенны сами по себе, но в сочетании с антибиотиками лечебный эффект будет усиливаться. При этом важно, что даже супербактерии, которым не страшны современные препараты, вряд ли смогут выработать устойчивость к электрическому воздействию.
"Мы впервые показали, что бактериальная биоплёнка может быть разрушена при помощи электрохимической повязки. Это [достижение] имеет значение для всей хирургии, так как наличие биоплёнки может привести ко многим осложнениям даже после успешных хирургических операций", – отметил ведущий автор работы Чандан Сэн (Chandan Sen).
Новая беспроводная электрохимическая повязка в настоящее время проходит клинические испытания с участием пациентов с ожогами. Учёные оценивают её эффективность. Одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США разработка уже получила.
Научная статья по итогам работы представлена в журнале Annals of Surgery.
К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) часто рассказывает о борьбе учёных с бактериями, формирующими биоплёнки. Последних обвиняют в возникновении кариеса, туберкулёза и даже угревой сыпи.
