Новые типы полимеров в состоянии искать и уничтожить антибиотикоустойчивые бактерии, включая MRSA (Устойчивый к метицилину золотистый стафилококк) в том, что ученые из IBM и Института Биоинженерии и Нанотехнологий описывают как «прорыв наномедицины». Они опубликовали свой отчет по своей природе Химия
Наномедицина является медицинским применением нанотехнологий. Нанотехнологии, также известные как нанотехнологии, являются исследованием управления вопросом на молекулярном или уровне атомов.
Полимер является любым из многих естественных и синтетических составов аномально высокой молекулярной массы – они состоят максимум из миллионов повторных связанных единиц, каждый довольно легкая и простая молекула.Ученые объясняют, что эти наноструктуры привлечены к инфицированным клеткам как магнит. Они концентрируются на устойчивых бактериях и разрушают их, не вредя здоровым клеткам – они являются отборными. Наноструктуры прорываются через клеточную оболочку и мембрану бактерии, что-то, что большинство традиционных антибиотиков не делает.
Этот прорыв был достигнут путем применения принципов, используемых в производстве полупроводника.Термин MRSA (Устойчивый к метицилину золотистый стафилококк) используется, чтобы описать некоторые штаммы бактерий, золотистого стафилококка, которые устойчивы к нескольким антибиотикам, включая метицилин. Золотистый стафилококк живет на поверхности человеческой кожи и в носу. Обычно, это безопасно, и большинство носителей понятия не имеет, что у них есть он.
Это распространяется легко от от человека к человеку с контактом.Золотистый стафилококк становится проблемой, если он входит в тело через порез или рану. Иммунные системы самого здорового человека отбивают инфекцию золотистого стафилококка и самое большее имеют слабо выраженные симптомы. Однако те с ослабленными иммунными системами могут развить более серьезные осложнения – они могут развить кипение, абсцессы, импетиго, зараженные раны, проблемы сердечного клапана и токсичный синдром шока.
Для тех с ослабленными иммунными системами такие инфекции могут быть опасными для жизни. Проблема с MRSA состоит в том, что это устойчиво к большинству антибиотиков, обычно использующихся эффективно, чтобы лечить инфекции золотистого стафилококка.По данным Национальных Институтов Здоровья (NIH), США, MRSA вызвал почти 95 000 инфекций в США в 2005 – это было связано почти с 19 000 связанных с пребыванием в больнице смертельных случаев.
MRSA ставит две проблемы:Устойчивость к лекарству – микроорганизм может развиться, чтобы сопротивляться антибиотикам эффективно; текущее лечение не повреждает клеточную оболочку и мембрану бактерии.Дозировка – чтобы убить такие инфекции традиционными антибиотиками, доза, должна быть настолько высокой, что здоровые эритроциты также разрушены.Доктор Джеймс Хедрик, Продвинутый Органический Материаловед, Исследование IBM – Альмаден, сказал:«Число бактерий в ладони руки превосходит численностью все народонаселение.
С этим открытием мы были в состоянии усилить десятилетия развития материалов, традиционно используемого для технологий полупроводника, чтобы создать совершенно новый механизм доставки лекарственных средств, который мог сделать их более определенными и эффективными».Эти биоразлагаемые наноструктуры могли быть применены или инъекцией или местно (на кожу).
Они могли быть применены к потребительским товарам, касающимся кожи, такой как мыла, дезинфицирующие средства для рук и дезодоранты. Они могли использоваться, чтобы излечить раны, лечить TB (туберкулез) и другие инфекции легкого, объясняют авторы.Доктор Йийан Янг, Лидер Группы, Институт Биоинженерии и Нанотехнологий, Сингапур, сказал:«Используя наши новые наноструктуры, мы можем предложить жизнеспособное терапевтическое решение для лечения MRSA и других инфекционных болезней. Это захватывающее открытие эффективно объединяет наши возможности в биомедицинском исследовании наук и материалов, чтобы решить ключевые проблемы в обычной доставке лекарственных средств».
Как эти полимеры работают?Наша иммунная система разработана, чтобы отбить вредоносные вещества. Однако по ряду причин несколько обычных в настоящее время доступных антибиотиков или отклонены телом или имеют бедные результаты против резистентных к лекарственным средствам бактерий.
Исследование IBM и Институт Биоинженерии и Нанотехнологий развили антимикробные вещества, разработанные, чтобы специфично предназначаться для зараженной области, это допускает лекарственное средство, которое будет поставлено прямо в кровоток (системно).Как только полимеры касаются воды или человеческого тела, они самособираются в новую структуру полимера, разработанную, чтобы специфично предназначаться для мембран бактерий на основе электростатического взаимодействия – они прорываются через клеточную мембрану и стены, лишающие возможности бактерии развиваться устойчивый к этим наночастицам.Новые структуры полимера только разрушают зараженные области, оставляя здоровые, особенно эритроциты, одни.
Эритроциты транспортируют жизненный кислород вокруг тела.Эти вещества биоразлагаемы, они не растут в органах тела, скорее они устраняются из тела.
«Биоразлагаемые наноструктуры с отборным лизисом микробных мембран»Фредрик Недерберг, Ин Чжан, Джереми П. К. Тан, Кайцзинь Сюй, Хуейинг Ван, Чуэн Янг, Шуцзюнь Гао, Синь Дун Го, Кадзуки Фукусима, Лэнджуэн Ли, Джеймс Л. Hedrick & Yi Yan Yang
Химия природы 2011. DOI: 10.1038/nchem.1012