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L'hydrogel injectable offre la perforation contre des infections osseuses

La chirurgie incitée par des accidents d'automobile, des blessures de combat, le traitement contre le cancer et d'autres conditions peut mener aux infections osseuses il est difficile traiter qu'et peut retarder guérir jusqu'à ce qu'elles soient resolved. Maintenant, les chercheurs ont développé un hydrogel à double vocation que les deux crises les bactéries et encourage la recroissance d'os avec une application unique contenant deux composantes actives.

L'hydrogel injectable, qui est un réseau des réseaux réticulés de polymère, contient le lysostaphin et la protéine BMP-2 d'enzymes de os-régénérer. Dans une étude neuve utilisant un petit modèle animal, les chercheurs à l'Institut de Technologie de la Géorgie ont révélé la réduction significative dans une infection provoquée par staphylocoque doré - une infection courante en chirurgie orthopédique - avec la régénération dans de grandes anomalies osseuses.

La demande de règlement pour des infections osseuses exige maintenant souvent deux cabinets de consultation à éliminent l'infection et guérissent l'os blessé. Notre idée était de développer un matériau bifonctionnel qui fait les deux choses dans un pas à pas. Ce serait meilleur pour le patient, coûterait moins et réduirait le temps d'hospitalisation. Nous avons prouvé que nous pouvons concevoir l'hydrogel pour régler la distribution et le desserrage de l'enzyme antimicrobienne et de la protéine régénératrice. »

Andrés J. García, directeur exécutif du Parker H. Petit Institute pour la bio-ingénierie et les biosciences à l'Institut de Technologie de la Géorgie

Le traitement basé sur hydrogel a pu être employé pour traiter a déterminé des infections osseuses, et en tant que préventif pendant la chirurgie pour éviter l'infection. L'étude, financée par les instituts de la santé nationaux, était le 17 mai rapporté dans les avances de la Science de tourillon.

Des infections osseuses aujourd'hui sont souvent traitées avec des antibiotiques systémiques et la chirurgie pour nettoyer les blessures. Si l'infection se produit avec des implants, elles souvent doivent être retirées. Une fois que l'infection est allée, la chirurgie complémentaire peut être exigée pour implanter les protéines qui stimulent la recroissance d'os et remettent l'implant. Et les bactéries mortes peuvent inciter une réaction inflammatoire nuisible.

García et ses collaborateurs - comprenant premier Christopher Johnson auteur - ont choisi le lysostaphin, une enzyme qui détruit les bactéries en fendant des parois cellulaires sans produire de l'inflammation. L'enzyme continue à fonctionner dans l'hydrogel après qu'elle polymérise.

« Avec cette stratégie, nous pouvons nous débarasser des bactéries de telle manière que le fuselage rétablisse un environnement inflammatoire normal qui permet à l'os de guérir, » García ait dit. La « utilisation du lysostaphin a été limitée par stabilité faible à l'intérieur du fuselage, mais dans le gel, elle peut mettre à jour la stabilité pendant au moins deux semaines. Cela tient compte de la libération contrôlée sur un plus long laps de temps, qui est suffisant pour ce que nous essayons de faire. »

Au delà de traiter des infections, la technique neuve pourrait être employée pour éviter l'infection pendant la chirurgie. Par exemple, si une vis était insérée pour réparer des blessures, l'hydrogel pourrait être appliqué aux filets de vis. Le gel mou n'affecterait pas le réglage.

La prochaine opération dans la recherche serait de répéter l'étude chez de grands animaux, après quoi des tests cliniques pourraient être considérés si le matériau prouve la promesse.

« Les mécanismes utilisés pour combattre hors circuit l'infection dépend de la substance, » Garcia ont noté. « Qui est pourquoi il est si important de répéter les études chez un grand animal après contrôle chez les souris ou les rats. Montrer l'efficacité dans un grand modèle animal serait une opération principale vers des essais humains. »

Le matériau d'hydrogel a été employé au corps humain avant, et est conçu pour quitter rapidement le site de demande de règlement. « L'hydrogel décompose en petits synthons qui sont excrétés dans l'urine, » Garcia a dit. « Après plusieurs semaines, il n'y a aucun matériau synthétique laissé dans le fuselage et il est remplacé par le tissu curatif normal. »

Source:
Journal reference:

García, A.J. et al. (2019) Lysostaphin and BMP-2 co-delivery reduces S. aureus infection and regenerates critical-sized segmental bone defects. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aaw1228.