Pire veren bir protein, bakteri hücrelerini önyüklemek için kullanılmıştır, laboratuvar sonuçları malzemenin tıbbi implant enfeksiyonunu önleme potansiyelini gösterir.
Avustralya’daki RMIT Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yönetilen işbirlikçi çalışma, bakterilerin bir yüzeye bağlanmasını tamamen engellemek için resilin-mimetik proteinlerden yapılmış antibakteriyel kaplamaların ilk bildirilmesidir.
Çalışma baş yazarı Profesör Namita Roy Choudhury, bulgunun, tehlikeli bakterileri, özellikle de MRSA gibi antibiyotiğe dirençli olanların tıbbi implantlarda büyümesini durduran akıllı yüzeyler yaratma hedeflerine doğru kritik bir adım olduğunu söyledi.
“Bu çalışma, bu kaplamaların sadece kısa vadede değil, muhtemelen uzun bir süre boyunca bakterilerle nasıl savaşmak için nasıl ayarlanabileceğini gösteriyor.” Dedi.
Bakteriler genellikle sterilizasyon ve enfeksiyon kontrollerine rağmen ameliyat sonrası implantlarda bulunur. Bunlar antibiyotik gerektiren enfeksiyonlara yol açabilir, ancak antibiyotik direncinin daha yaygın hale gelmesiyle yeni önleyici önlemlere ihtiyaç vardır.
Choudhury, “Antibiyotik direnci, kendini sterilize edici malzemeler alanına ve antibakteriyel yüzeylerin kolayca hazırlanmasına daha fazla ilgi gösterdi.” Dedi.
“Bu nedenle, bu yüzeyi enfeksiyon oranlarını azaltmak için bakterilerin ve biyofilm oluşumunun ilk bağlanmasını tamamen önlemek için tasarladık.”
Choudhury, potansiyel uygulamaların cerrahi aletler, tıbbi implantlar, kateterler ve yara pansumanları için sprey kaplamalar içerebileceğini söyledi.
Kurtarmaya Resilin
Böceklerde bulunan bir protein olan Resilin, dikkate değer esnekliği ile bilinir – pire, mikrosaniyelerde kendi yüksekliklerinin yüz katından fazla atlamasını sağlar – ancak aynı zamanda son derece esnek ve biyouyumludur.
Choudhury, “Bu olağanüstü özellikler ve toksik olmayan doğa, esnek, dayanıklı malzemeler ve kaplamalar gerektiren birçok uygulama için resilin ve resilin-mimetik proteinleri ideal hale getiriyor.” Dedi.
“Bu uygulamalar doku mühendisliği ve ilaç dağıtımından esnek elektronik ve spor ekipmanlarına kadar uzanıyor, ancak bu, antibakteriyel kaplama olarak performansında yayınlanan ilk çalışma.”
Ekip, değiştirilmiş resilin formlarından çeşitli kaplama formları oluşturdu, daha sonra laboratuvar koşullarında E.Coli bakterileri ve insan derisi hücreleri ile etkileşimlerini test etti.
Çalışma, koakervat olarak bilinen nano damlacık formundaki değiştirilmiş proteinlerin, tıbbi implant başarısının kritik bir parçası olan sağlıklı insan hücreleriyle hala iyi entegre ederken bakterileri itmede% 100 etkili olduğunu gösterdi.
RMIT Dr. Nisal Wanasingha’dan başrol yazarı, Nano Droplets’ın yüksek yüzey alanının onları özellikle bakterilerle etkileşime girme ve itme konusunda iyi hale getirdiğini söyledi.
“Temas ettiklerinde, kaplama elektrostatik kuvvetler yoluyla negatif yüklü bakteriyel hücre zarlarıyla etkileşime girerek bütünlüklerini bozarak, hücresel içeriğin sızmasına ve nihai hücre ölümüne yol açar.” Dedi.
Wanasingha, resilin bazlı kaplamaların sadece bakterilerin yüzeye bağlanmasını durdurmada% 100 etkinlik göstermekle kalmayıp, aynı zamanda geleneksel yaklaşımlara kıyasla çeşitli avantajlar sunduğunu söyledi.
“Dirençe yol açabilecek antibiyotiklerin aksine, resilin kaplamalarının neden olduğu mekanik bozulma bakterilerin direnç mekanizmaları oluşturmasını engelleyebilir.” Dedi.
“Bu arada, Resilin’in doğal kökenli ve biyouyumluluk, insan dokularında olumsuz reaksiyon riskini azaltır ve protein bazlı olmak, gümüş nanoparçacıklara dayanan alternatiflerden daha çevre dostudur.”
Sonraki Adımlar
Çalışma ortak yazarı Profesör Naba Dutta, resilin-mimetik proteinin uyaranlara ve çevresindeki değişikliklere oldukça duyarlı olduğunu ve bu da birçok işlev için potansiyel olarak ayarlanabilir olduğunu söyledi.
Dutta, “Bu erken sonuçlar, hastanelerde ve diğer tıbbi ortamlarda enfeksiyon kontrolünü iyileştirmeye yardımcı olmak için çok umut vericidir, ancak şimdi bu kaplamaların daha geniş bir zararlı bakteriye karşı nasıl çalıştığını görmek için daha fazla test gerekiyor.” Dedi.
“Gelecekteki çalışmalar, resilin-mimiklerin rekombinant sentezi sırasında antimikrobiyal peptit segmentlerinin bağlanmasını ve aktivite spektrumunu genişletmek için ek antimikrobiyal ajanların dahil edilmesini içerir.”
Laboratuar araştırmalarından klinik kullanıma geçiş, formülün stabilitesinin ve ölçeklenebilirliğinin sağlanmasını, kapsamlı güvenlik ve etkinlik denemelerinin yürütülmesini ve yaygın dağılım için uygun fiyatlı üretim yöntemleri geliştirmeyi gerektireceğini de sözlerine ekledi.
Çalışma, Nano ölçekli biyofotonik ve Avustralya Nükleer Bilim ve Teknoloji Örgütü (ANSTO) ARC Mükemmeliyet Merkezi ile işbirliği içinde oldu.
Ekip, Ansto’nun Avustralya Nötron Saçma Merkezi ve RMIT Üniversitesi Mikro Nano Araştırma Tesisi ve Mikroskopi ve Mikroanaliz Tesisi’ni kullandı.
Çalışma Avustralya Hindistan Stratejik Araştırma Fonu, Avustralya Nükleer Bilimler ve Mühendislik Enstitüsü Top-Up Yüksek Lisans Araştırma Ödülü (PGRA) tarafından finanse edildi ve Avustralya Araştırma Konseyi tarafından desteklendi.
News
