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Alvo dos pesquisadores de Empa para lutar biofilms indesejáveis

Alguns de nós que são hospitalizados estão sentindo mais ruins um pouco do que melhor. Em média, sete por cento de todos os pacientes em países industriais são afectados por infecções “nosocomial”. Nas unidades de cuidados intensivos, o risco aumenta ainda mais. Isto pode conduzir às doenças sérias e ao envenenamento de sangue risco de vida.

Se os pacientes são tratados com as medidas médicas invasoras, os germes do hospital têm uma estadia particularmente fácil dele: Se as câmaras de ar são introduzidas no corpo, por exemplo para ventilá-lo, para fornecê-lo com os líquidos ou para drenar a urina, os agentes infecciosos ganham rapidamente uma posse. É ainda obscura como estas infecções podem ser impedidas. Uma equipe de cientistas e de médicos de Empa do hospital cantonal de St Gallen está trabalhando actualmente em um projecto visado reduzindo o risco de infecções do hospital.

O foco encontra-se na análise dos biofilms, acumulações de germes nas superfícies que espalham em catetes por exemplo urinários. Contudo, se os materiais devem ser projectado impedir a formação de biofilms, deve-se primeiramente estabelecer como o crescimento do germe ocorre realmente em superfícies. Não é simplesmente possível desenvolver medidas de defesa apropriadas contra o desconhecido. E isto é o lugar onde a medicina colou literalmente na obscuridade - porque era pela maior parte desconhecida o que cresce exactamente dentro de um cateter.

O pesquisador Qun Ren de Empa está na caça para os segredos dentro dos stents do polímero. Junto com os médicos do hospital de St Gallen, investigou amostras dos stents ureteral de quase 90 pacientes. O uso de um cateter ou de um stent no uréter é um procedimento comum, por exemplo no tratamento de pedras de rim.

Se tal stent é usado, contudo, os sintomas e as infecções de aparelho urinário ocorrem um pouco freqüentemente.”

Qun Ren, Empa

Isto foi visto igualmente com os pacientes que examinou: Após comparativamente um curto período de aproximadamente 3 semanas no corpo, não somente os cristais do cálcio (da urina) foram depositados nas câmaras de ar; o pesquisador igualmente encontrou acumulações bacterianas nas amostras. Os “Biofilms tinham formado na superfície do material, de que nós poderíamos cultivar as bactérias vivas,” ela dizem.

A criatura na câmara de ar

E é precisamente com estes biofilms que os cientistas mantêm o que é provavelmente estar vivo o mais bem sucedido do mundo em suas mãos: Acumulações bacterianas encaixadas em uma matriz viscoso de produção própria que se comportam como um único organismo. E estiveram ao redor muito antes de nós: Os Biofilms podem já ser encontrados nos fósseis conhecidos os mais velhos da história da terra. É-a dado a suas estratégias surpreendentes da sobrevivência mal surpreendente que têm persistido e têm prosperado desde sob o mais ruim das condições como em catetes urinários.

Os agradecimentos a uma camada húmida de biopolymers, as bactérias que vivem junto nos biofilms são protegidos, móvel e conectados entre si. Trocam feliz o material genético útil, comunicam-se através dos sinais e do relatório químicos à superfície quando as camadas mais profundas “da parte lisa” sofrem da fome. Os antibióticos e os desinfectantes penetram mal o filme, e caso necessário enviam um grupo de pioneiros a um lugar novo e encontraram umas colônias mais adicionais, bonitas bem como um tumor metastático.

Hábil como um geco

O que é bem sucedido na natureza pode terminar ruim nos hospitais. O alvo é, conseqüentemente, para desenvolver materiais novos, por exemplo para os stents que reduzem o risco de infecção. “Um evento chave na formação de um biofilm é o momento em que o anexo móvel das bactérias a uma superfície,” explica Ren. Alguns dos micro-organismos usam o mesmo truque que os gecos, que podem se aderir a uma placa de vidro de cabeça para baixo: Usam forças de camionete der Waals, interacções entre suas próprias moléculas e aquelas da superfície que é supor para lhes oferecer uma HOME nova. Outros exemplos revestem as superfícies das câmaras de ar e dos stents com um revestimento apropriado, que os ajude a se estabelecer na superfície. “A fim afastar fora as bactérias, nós devemos assim impedir o processo de acessório,” diz Ren.

A condição prévia para os materiais e os revestimentos praticáveis que resistem germes é transferência sem emenda de resultados de pesquisa “do banco à cabeceira”. Um material pode somente provar-se se as análises no laboratório são tão realísticas como possível. Os pesquisadores de Empa, desenvolveram conseqüentemente um modelo com várias partes do laboratório, as circunstâncias de que esteja tão perto quanto possível àqueles no hospital.

Os materiais novos potenciais do cateter são enxaguados com líquidos em um bioreactor, como no caso de um stent urinário real dentro do corpo. Todos os micro-organismos isolados são examinados usando a microscopia confocal, a cultura bacteriana e a análise genética. Ao mesmo tempo, a superfície de material que é coberta com os cristais do cálcio é caracterizada usando a análise de raio X. “Nós podemos somente produzir o cofre forte e os materiais novos altamente eficientes que são resistentes aos biofilms bacterianos se nós conhecemos exactamente o que estes micro-organismos são capazes,” disse Ren.

As amostras do hospital cantonal em St Gallen têm sido usadas agora para mostrar exactamente o que acontece no corpo com os catetes feitos de materiais convencionais. Desde que toda a estes era pacientes sem sinais da infecção antes que o cateter estiver introduzido e quem levasse o stent por somente um curto período de tempo em seus corpos, todos os biofilms isolados eram suaves, como podia ser esperado. Contudo, tornou-se claro que determinados tipos de bactérias gostam de ocorrer junto. Por exemplo, alguns pacientes tiveram enterobacteria prejudiciais em suas amostras, quando outro tiveram espécies de micro-organismos tais como as bactérias do ácido láctico, que são pensadas para ter um efeito protector.

Os pesquisadores investigarão agora como estes vários “urotypes” são associados com o risco de infecção do hospital. Igualmente estão discutindo a possibilidade de alterar superfícies diferentemente de acordo com determinados subconjuntos dos pacientes. No passo seguinte, a equipe planeia examinar amostras dos tratamentos a longo prazo e dos pacientes contaminados.