Onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om een ultradunne antibacteriële coating op een wond aan te brengen. Het werkzame bestanddeel in de coating, zilver, “is gebruikt ter voorkoming en behandeling van infecties bij jong en oud”, zegt hoofdonderzoeker Ankit Agarwal, een postdoc in chemical and biological engineering aan de University of Wisconsin-Madison. “Maar zilver kan ook huidcellen doden en daarom moeten we zoeken naar materialen die niet giftig zijn maar wel antibacteriële eigenschappen hebben.”
In een net gepubliceerd onderzoek in het tijdschrift Advanced Functional Materials, beschrijven Agarwal, professor Nicholas Abbott en hun collega’s een proces voor het maken van een transparante ultradunne coating die een precieze lading van uiterst fijne zilveren nanodeeltjes heeft. De coating, slechts een paar moleculen dik, werd gemonteerd op een flexibel stukje rubber en vervolgens op een stuk huid van een kadaver aangebracht met behulp van een rubberen stempel. Dit stuk huid stelde een wond voor in het experiment. Om de activiteit tegen bacteriën te testen werden twee bacteriën gebruikt die vaak infecties in wonden veroorzaken. Met behulp van een dosering zilver die niet giftig was voor de huid bleken de bacteriën verdwenen te zijn binnen 12 uur.
Hardnekkige wonden zijn een belangrijke oorzaak van pijn, invaliditeit en medische kosten. Elk jaar gaan ongeveer twee miljoen mensen in de Verenigde Staten naar een ziekenhuis voor de behandeling van brandwonden, en nog eens zes miljoen mensen hebben chronische wonden door andere oorzaken.
“Chronische wonden zijn een grote nationale belasting”, zegt Michael Schurr, een medewerker aan de studie en professor chirurgie bij UW-Madison. “Als je kijkt naar de groeiende epidemie van diabetes, dan zie je dat voetzweren zeer vaak voorkomen bij diabetes dat deze vaak tot amputatie leiden. Ondanks alle vooruitgang in de chirurgie en geneeskunde, is de wondzorg die we nu bieden grotendeels hetzelfde als wat we 20 of zelfs 50 jaar geleden al deden.”
Printen met behulp van stempels wordt veel gebruikt in de industrie om precieze coatings aan te brengen op lastige materialen zoals metaal en glas, zegt Agarwal. De onderzoekers moesten echter een methode verzinnen om een coating aan te brengen op de zachte huid. “Wij kwamen erachter dat door het toevoegen van bepaalde microscopisch kleine balletjes het veel eenvoudiger werd om de coating op zachte materialen zoals de huid aan te brengen.”
Deze technologie biedt vele voordelen. Ten eerste kunnen nu de zilveren nanodeeltjes direct in de wond worden ingebracht, waardoor veel kleinere doses zilver nodig zijn om werkzaam te zijn, tot wel 100 maal lager dan wat wordt gebruikt in commerciële zilververbanden. Ten tweede moeten chemisch ingenieurs in staat zijn om een duurzame versie te ontwikkelen, zodat herhaalde toepassingen en pijnlijke verbandwisselingen minder vaak nodig zijn. Bovendien, terwijl de bacteriën in staat zijn om resistentie tegen antibiotica te ontwikkelen, worden ze vrijwel nooit resistent tegen zilver. “Het zilver werkt door de cellen van bacteriën te beschadigen en stopt zo hun groei”, volgens Agarwal. Zilver kan ook schimmels en gist doden en virussen inactief maken.
De coating van zilveren nanodeeltjes is samengesteld uit honderden individuele lagen. Het aanbrengen duurt slechts 30 seconden. Eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat de coatings en het stempelproces niet de genezing van wonden bij muizen met diabetes schaadt. Verdere studies, onder leiding van Jonathan McAnulty van UW-Madison School of Veterinary Medicine, gaan de antibacteriële werking van coatings van zilveren nanodeeltjes bij geïnfecteerde wonden bij muizen en varkens onderzoeken.
Het proces kan ook in andere toepassingen en plekken worden gebruikt, zegt Abbott. “Deze methode is toepasbaar op een reeks van zachte materialen en kan een verscheidenheid aan moleculen aanbrengen op het weefseloppervlak. Dit kan van invloed zijn op celgedrag betrokken bij de genezing van de wonden.”
Indien en wanneer de technologie de dierproeven doorstaat, zal het tijd worden voor menselijke proeven. “We hebben een multidisciplinair team van veterinaire wetenschappers, chemici, chirurgen, chemische ingenieurs en materiaal wetenschappers die ervaring hebben met het laten goedkeuren van medische hulpmiddelen door de (Amerikaanse) Food and Drug Administration,” zegt Agarwal. “De behoefte is groot, maar het kan nog een paar jaar voordat een behandeling met een dergelijke coating voor menselijke patiënten beschikbaar is.”
Bron: University of Wisconsin-Madison, 5 april 2011
Facebook Reacties: