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Objectif de chercheurs d'Empa pour combattre des films biologiques non désirés

Certains d'entre nous qui sont hospitalisés se sentent plus mal plutôt que mieux. En moyenne, sept pour cent de tous les patients dans les pays industrialisés sont affectés par des infections « nosocomial ». Dans des unités de soins intensifs, le risque augmente bien plus. Ceci peut avoir comme conséquence des maladies sérieuses et l'empoisonnement du sang potentiellement mortel.

Si des patients sont soignés avec des mesures médicales invasives, les germes d'hôpital ont un temps particulièrement facile de lui : Si des tubes sont insérés dans le fuselage, par exemple pour l'aérer, le fournir des liquides ou purger l'urine, les agents infectieux gagnent rapidement une prise. Elle est encore peu claire comment ces infections peuvent être évitées. Une équipe des scientifiques et des médecins d'Empa de l'hôpital cantonal de St Gallen travaille actuel sur un projet visé réduisant le risque d'infections d'hôpital.

L'orientation se trouve sur l'analyse des films biologiques, accumulations de germes sur les surfaces qui s'étendent dans par exemple des sondes urinaires. Cependant, si des matériaux doivent être conçus pour éviter la formation des films biologiques, il doit d'abord déterminer comment l'accroissement de germe se produit réellement sur des surfaces. Il n'est simplement pas possible de développer des mesures de protection adaptées contre l'inconnu. Et c'est où le médicament a littéralement collé dans l'obscurité - parce qu'elle était en grande partie inconnue ce qui se développe exact à l'intérieur d'un cathéter.

Le chercheur Qun Ren d'Empa est sur la chasse pour les secrets à l'intérieur des armatures intra-artérielles de polymère. En même temps que les médecins d'hôpital de St Gallen, il a vérifié des échantillons provenant des armatures intra-artérielles urétérales de presque 90 patients. L'utilisation d'un cathéter ou d'une armature intra-artérielle dans l'uretère est une technique classique, par exemple dans la demande de règlement des calculs rénaux.

Si une telle armature intra-artérielle est employée, cependant, les sympt40mes et les infections urinaires se produisent plutôt fréquemment. »

Qun Ren, Empa

Ceci a été également vu avec les patients qu'il a examinés : Après comparativement une courte période d'environ 3 semaines dans le fuselage, non seulement des cristaux de calcium (de l'urine) ont été déposés dans les tubes ; le chercheur a également trouvé les accumulations bactériennes dans les échantillons. Les « films biologiques avaient formé sur la surface du matériau, duquel nous pourrions cultiver les bactéries vivantes, » il dit.

La créature dans le tube

Et il est avec précision avec ces films biologiques que les scientifiques jugent ce qui est probablement être vivant le plus couronné de succès du monde dans leurs mains : Accumulations bactériennes incluses dans une modification gluante autoproduite qui se comportent comme un organisme unique. Et elles ont été autour longtemps avant nous : Des films biologiques peuvent déjà être trouvés dans les fossiles connus les plus anciens de l'histoire de la terre. Donné leurs stratégies étonnantes de survie il est à peine étonnant qu'ils aient depuis persisté et ont prospéré sous le plus mauvais des conditions comme dans des sondes urinaires.

Grâce à une couche humide de biopolymères, les bactéries vivant ensemble dans les films biologiques est protégée, mobile et entre eux branchée. Ils mélangent heureusement le matériel génétique utile, communiquent par l'intermédiaire des signes et de l'état chimiques sur la surface quand les couches plus profondes « de la part plate » souffrent de la faim. Les antibiotiques et les antiseptiques pénètrent à peine le film, et s'il y a lieu ils envoient un groupe de pionniers à un emplacement neuf et ont trouvé d'autres colonies, jolies tout comme une tumeur métastatique.

Habile comme un gecko

Ce qui est couronné de succès en nature peut finir mal dans les hôpitaux. L'objectif est, pour cette raison, pour développer les matériaux neufs, par exemple pour les armatures intra-artérielles qui réduisent le risque d'infection. « Un événement clé dans la formation d'un film biologique est le moment où l'attache mobile de bactéries sur une surface, » explique Ren. Certains des micros-organismes emploient le même tour que les geckos, qui peuvent s'attacher à un carreau upside-down : Ils emploient des forces de van der Waals, des interactions entre leurs propres molécules et ceux de la surface qui est censée leur offrir une maison neuve. D'autres exemples enduisent les surfaces des tubes et des armatures intra-artérielles d'une couche adaptée, qui les aide pour arranger sur la surface. « Afin de défendre hors circuit des bactéries, nous devons éviter ainsi le procédé de la pièce d'assemblage, » dit Ren.

Le préalable aux matériaux et aux couches réalisables qui résistent à des germes est le transfert sans joint des résultats de la recherche « de banc au chevet ». Un matériau peut seulement se prouver si les analyses dans le laboratoire sont aussi réalistes comme possible. Les chercheurs d'Empa ont pour cette raison développé un modèle de liasse multiple de laboratoire, les conditions dont soyez aussi étroitement que possible à ceux dans l'hôpital.

Les matériaux nouveaux potentiels de cathéter sont rincés avec des liquides dans un bioréacteur, comme dans le cas d'une armature intra-artérielle urinaire réelle à l'intérieur du fuselage. Tous les micros-organismes d'isolement sont examinés utilisant la microscopie confocale, la culture bactérienne et l'analyse génétique. En même temps, la surface du matériau qui est couverte de cristaux de calcium est caractérisée utilisant l'analyse de rayon X. « Nous pouvons seulement produire sûr et les matériaux neufs très efficaces qui sont résistants aux films biologiques bactériens si nous connaissons exact de ce que ces micros-organismes sont capables, » a dit Ren.

Les échantillons provenant de l'hôpital cantonal à St Gallen ont été maintenant employés pour montrer exact ce qui se produit dans le fuselage avec des cathéters faits de matériaux conventionnels. Puisque toute la ces derniers était des patients sans des signes d'infection avant que le cathéter ait été inséré et qui n'a transporté l'armature intra-artérielle que durant une courte durée seulement dans leurs fuselages, tous les films biologiques d'isolement étaient doux, comme a pu être prévu. Cependant, il est apparu clairement que certains types de bactéries aiment se produire ensemble. Par exemple, quelques patients ont eu les entérobactères nuisibles dans leurs échantillons, alors que d'autres avaient des substances des micros-organismes tels que les bactéries d'acide lactique, qui sont pensées pour avoir une action protectrice.

Les chercheurs vérifieront maintenant comment ces « urotypes » variés sont associés avec le risque d'infection d'hôpital. Ils discutent également la possibilité de modifier des surfaces différemment selon certains sous-ensembles de patients. Dans la prochaine opération, l'équipe planification pour examiner des échantillons provenant des demandes de règlement à long terme et des patients infectés.