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Scopo dei ricercatori di Empa per combattere i biofilms indesiderati

Alcuni di noi che sono ospedalizzati stanno ritenendo peggiori piuttosto che meglio. In media, sette per cento di tutti i pazienti in paesi industriali sono influenzati tramite le infezioni “nosocomiali„. In unità di cure intensive, il rischio aumenta ancora di più. Ciò può provocare le malattie serie e la setticemia pericolosa.

Se i pazienti sono curati con le misure mediche dilaganti, i germi dell'ospedale si divertono: Se i tubi sono inseriti nell'organismo, per esempio per arieggiarlo, fornirgli i liquidi o vuotare l'urina, gli agenti infettante guadagnano rapidamente una tenuta. È ancora poco chiara come queste infezioni possono essere impedite. Un gruppo degli scienziati e dei medici di Empa dall'ospedale cantonale di St Gallen corrente sta lavorando ad un progetto puntato su diminuendo il rischio di infezioni dell'ospedale.

Il fuoco si trova sull'analisi dei biofilms, capitalizzazioni dei germi sulle superfici che si spargono in cateteri per esempio urinarii. Tuttavia, se i materiali devono essere destinati ad impedire la formazione di biofilms, deve in primo luogo essere stabilito come la crescita del germe realmente si presenta sulle superfici. Non è semplicemente possibile sviluppare i provvedimenti cautelari adatti contro lo sconosciuto. E questo è dove la medicina ha attaccato letteralmente nello scuro - perché era in gran parte sconosciuto che cosa si sviluppa esattamente dentro un catetere.

Il ricercatore Qun Ren di Empa è sulla caccia per i segreti dentro gli stents del polimero. Insieme ai medici dell'ospedale di St Gallen, ha studiato i campioni dagli stents ureteral di quasi 90 pazienti. L'uso di un catetere o di uno stent nell'uretere è una procedura comune, per esempio nel trattamento dei calcoli renali.

Se un tal stent è usato, tuttavia, i sintomi e le infezioni di apparato urinario accadono piuttosto frequentemente.„

Qun Ren, Empa

Ciò inoltre è stata veduta con i pazienti che ha esaminato: Dopo comparativamente un corto periodo di circa 3 settimane nell'organismo, non solo i cristalli del calcio (da urina) sono stati depositati nei tubi; il ricercatore egualmente ha trovato le capitalizzazioni batteriche nei campioni. “I Biofilms si erano formati sulla superficie del materiale, da cui potremmo coltivare i batteri viventi,„ lei dice.

La creatura nel tubo

Ed è precisamente con questi biofilms che gli scienziati giudicano che cosa è probabilmente essere vivente del mondo più riuscito in loro mani: Capitalizzazioni batteriche incluse in una matrice viscosa di produzione propria che si comportano come un singolo organismo. E sono state intorno molto prima di noi: I Biofilms possono già essere trovati nei più vecchi fossili conosciuti della cronologia della terra. La è data alle loro strategie stupefacenti di sopravvivenza appena sorprendente che da allora hanno persistito e prosperato sotto il peggio dei termini quali nei cateteri urinarii.

Grazie ad un livello umido di biopolimeri, i batteri che vivono insieme nei biofilms sono protetti, cellulare e connesso l'un l'altro. Scambiano felicemente il materiale genetico utile, comunicano via i segnali ed il rapporto chimici alla superficie quando i livelli più profondi “dell'azione piana„ soffrono da fame. Gli antibiotici ed i disinfettanti appena penetrano la pellicola e se necessario inviano un gruppo di pionieri ad una nuova posizione ed hanno trovato ulteriori colonie, praticamente come un tumore metastatico.

Abile come un geco

Che cosa riesce nella natura può cessare male in ospedali. Lo scopo è, quindi, sviluppare i nuovi materiali, per esempio per gli stents che diminuiscono il rischio di infezione. “Un evento chiave nella formazione di biofilm è il momento in cui l'attaccatura mobile dei batteri ad una superficie,„ spiega Ren. Alcuni dei microrganismi usano lo stesso trucco dei gechi, che possono aderire ad un riquadro di vetro sottosopra: Usano le forze di van der Waals, le interazioni fra le loro proprie molecole e quelle della superficie che è supposta per offrire loro una nuova casa. Altri esempi ricoprono le superfici dei tubi e degli stents di mano adatta, che li aiuta per sistemarsi sulla superficie. “per respingere i batteri, dobbiamo impedire così il trattamento del collegamento,„ dice Ren.

Il presupposto per i materiali ed i rivestimenti realizzabili che resistono ai germi è il trasferimento senza cuciture dei risultati della ricerca “dal banco al lato del letto„. Un materiale può provarsi soltanto se le analisi in laboratorio sono realistiche come possibile. I ricercatori di Empa, quindi, hanno sviluppato un modello a più parti del laboratorio, gli stati di cui sono vicino come possibile a quelli nell'ospedale.

I materiali novelli potenziali del catetere sono risciacquati con i liquidi in un bioreattore, come nel caso di uno stent urinario reale dentro l'organismo. Tutti i microrganismi isolati sono esaminati facendo uso di microscopia confocale, di cultura batterica e dell'analisi genetica. Allo stesso tempo, la superficie del materiale che è coperta di a cristallo del calcio è caratterizzata facendo uso dell'analisi di raggi x. “Possiamo produrre soltanto la cassaforte e nuovi materiali altamente efficienti che sono resistenti ai biofilms batterici se conosciamo esattamente di che cosa questi microrganismi sono capaci,„ ha detto Ren.

I campioni dall'ospedale cantonale a St Gallen ora sono stati usati per mostrare esattamente che cosa accade nell'organismo con i cateteri fatti dei materiali convenzionali. Poiché tutti i questi erano pazienti senza i segni dell'infezione prima che il catetere sia inserito e chi ha portato lo stent per soltanto un periodo ridotto nei loro organismi, tutti i biofilms isolati erano delicati, ha potuto essere preveduto. Tuttavia, è stato evidente che determinati tipi di batteri gradiscono accadere insieme. Per esempio, alcuni pazienti hanno avuti enterobatteri nocivi nei loro campioni, mentre altri hanno avuti specie di microrganismi quali i batteri lattici, che sono pensati per avere un effetto protettivo.

I ricercatori ora studieranno come questi vari “urotypes„ sono associati con il rischio di infezione dell'ospedale. Egualmente stanno discutendo la possibilità di modificazione delle superfici diversamente secondo determinati sottoinsiemi dei pazienti. Al punto seguente, il gruppo pianificazione esaminare i campioni dai trattamenti a lungo termine e dai pazienti infettati.