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L'idrogel iniettabile offre la doppia perforazione contro le infezioni dell'osso

L'ambulatorio richiesto dagli incidenti di automobile, dalle ferite di combattimento, dal trattamento del cancro e da altre circostanze può piombo per disossare le infezioni che sono difficili da trattare e può ritardare guarire finché non siano risolte. Ora, i ricercatori hanno sviluppato un idrogel a doppio servizio che sia attacca i batteri che incoraggia la ricrescita dell'osso con una singola applicazione contenere due componente attivi.

L'idrogel iniettabile, che è una rete delle catene unite con legami atomici incrociati del polimero, contiene il lysostaphin degli enzimi e la proteina BMP-2 della osso-rigenerazione. In un nuovo studio facendo uso di piccolo modello animale, i ricercatori al Georgia Institute of Technology hanno mostrato la riduzione significativa di un'infezione causata dallo staphylococcus aureus - un'infezione comune in ambulatorio ortopedico - con rigenerazione all'interno di grandi difetti dell'osso.

Il trattamento per le infezioni dell'osso ora richiede spesso due ambulatori a sia elimina l'infezione che guarisce l'osso danneggiato. La nostra idea era di sviluppare un materiale bifunzionale che fa entrambe le cose ad un singolo punto. Quello sarebbe migliore per il paziente, costerebbe di meno e diminuirebbe il tempo dell'ospedalizzazione. Abbiamo indicato che possiamo costruire l'idrogel per gestire la consegna e la versione sia dell'enzima antimicrobico che della proteina a ricupero.„

Andrés J. García, direttore esecutivo del Parker H. Petit Institute per bioingegneria & scienze biologiche al Georgia Institute of Technology

Alla la terapia basata a idrogel ha potuto essere usata per trattare ha stabilito le infezioni dell'osso e come un profilattico durante la chirurgia per impedire l'infezione. Lo studio, costituito un fondo per dagli istituti della sanità nazionali, è stato riferito il 17 maggio negli avanzamenti di scienza del giornale.

Le infezioni dell'osso oggi sono trattate spesso con gli antibiotici e l'ambulatorio sistematici per pulire la lesione. Se l'infezione si presenta con gli innesti, devono essere eliminate spesso. Una volta che l'infezione è andata, l'ambulatorio supplementare può essere richiesto di impiantare le proteine che stimolano la ricrescita dell'osso e riparano l'innesto. Ed i batteri morti possono richiedere una reazione infiammatoria nociva.

García ed i suoi collaboratori - compreso primo Christopher Johnson autore - hanno scelto il lysostaphin, un enzima che uccide i batteri fendendo le pareti cellulari senza generare l'infiammazione. L'enzima continua lavorare all'interno dell'idrogel dopo che polimerizza.

“Con questa strategia, possiamo liberarci dei batteri in tal modo che l'organismo ristabilisce un ambiente infiammatorio normale che permette che l'osso guarisca,„ García ha detto. “L'uso di lysostaphin è stato limitato dalla stabilità difficile dentro l'organismo, ma nel gel, può mantenere la stabilità per almeno due settimane. Quello tiene conto la versione controllata su un periodo più lungo, che è sufficiente per cui stiamo provando a fare.„

Oltre il trattamento delle infezioni, la nuova tecnica ha potuto essere usata per impedire l'infezione durante la chirurgia. Per esempio, se una vite stesse inserenda per riparare una lesione, l'idrogel potrebbe applicarsi alle filettature. Il gel molle non pregiudicherebbe la riparazione.

Il punto seguente nella ricerca sarebbe di ripetere lo studio in grandi animali, dopo di che i test clinici potrebbero essere considerati se il materiale prova la promessa.

“I meccanismi usati per combattere fuori l'infezione dipende dalle specie,„ Garcia hanno notato. “Ecco perché è così importante ripetere gli studi in un grande animale dopo le prove nei mouse o nei ratti. Mostrando l'efficacia in un grande modello animale sarebbe un punto chiave verso le prove umane.„

Il materiale dell'idrogel è stato utilizzato nel corpo umano prima ed è destinato per lasciare rapidamente il sito del trattamento. “L'idrogel riparte nelle piccole particelle elementari che sono espelse nell'urina,„ Garcia ha detto. “Dopo parecchie settimane, non c'è materiale sintetico lasciato nell'organismo ed è sostituito dal tessuto curativo normale.„

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.