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Les chercheurs conçoivent le dispositif 3D-printed miniaturisé pour traiter des infections d'oreille moyenne

Les infections d'oreille moyenne, également connues sous le nom de medias d'otitis, affectent plus de 80% des enfants aux États-Unis. Dans une étude neuve, les chercheurs ont conçu un dispositif 3D-printed miniaturisé pour inactiver des pseudomonas aeruginosa, une bactérie courante qui entraîne l'infection.

Le dispositif--un choix d'avion à réaction de microplasma--produit du plasma, qui se compose de particules chargées et de molécules réactives qui ont été précédemment montrées pour inactiver les agents pathogènes variés. « C'est la première fois n'importe qui a essayé de traiter des infections d'oreille moyenne utilisant la technologie de plasma, » a dit Jungeun gagné, un étudiant de troisième cycle dans le laboratoire de Boppart. « Habituellement, la demande de règlement concerne utilisant des antibiotiques ou l'intervention chirurgicale. »

Le problème avec employer des antibiotiques est double. D'abord, les antibiotiques sont inutiles dans plus de 30% des patients présentant des infections aiguës. En second lieu, leur utilisation peut mener à la résistance aux antibiotiques accrue parce que les bactéries forment des films biologiques--ensembles qui fixent à la surface de l'oreille.

Les films biologiques sont très denses, la rendant difficile pour que les antibiotiques pénètrent. Notre idée était que si nous pourrions perturber la structure du film biologique, nous pourrions augmenter la pénétration des antibiotiques. »

Hélène Nguyen (IGOH), un professeur d'Ivan Racheff dans le bureau d'études civil et environnemental

Les chercheurs ont vérifié le choix d'avion à réaction de microplasma en établissant un modèle de l'oreille moyenne. Ils ont employé un tympan excisé de rat et ont vérifié les effets antimicrobiens du microplasma sur les bactéries qui ont été plac derrière le tympan.

« Nous avons employé différents temps de durée pour la demande de règlement et avons constaté que 15 mn et étions plus longtemps efficaces en inactivant les bactéries, » Won a indiqué. « Nous avons également surveillé le tissu pour voir si nous avions produit des trous ou ruptures, mais nous n'avons trouvé aucun dégât matériel évident. »

« Nous pensons que le microplasma perturbe le film biologique en touchant à la membrane cellulaire bactérienne, » Nguyen avons dit. « Jusqu'ici, nous avons seulement des mesures indirectes supporter notre idée, mais nous examinerons elle à l'avenir. »

Bien que l'épaisseur du tympan de rat soit 30% inférieur que cela d'un être humain, qui est au sujet de la largeur d'une boucle de cheveu, les résultats proposent que la demande de règlement de microplasma pourrait être employée pour traiter des infections d'oreille moyenne chez l'homme.

Les « infections d'oreille moyenne et la sur-ordonnance des antibiotiques pour traiter ces derniers sont des défis cliniques importants qui ont besoin des technologies et des solutions neuves de demande de règlement, » ont dit Stephen Boppart, Grainger ont discerné la présidence dans le bureau d'études, qui est également un médecin.

Les chercheurs conçoivent maintenant un plus petit, en forme earbud choix d'avion à réaction pour les demandes de règlement qui accorderont de plus longues durées d'exposition. Ils vérifieront également les dispositifs sur des modèles animaux utilisant des films biologiques des autres bactéries y compris, notamment, lesquelles entraînez les infections d'oreille moyenne, Haemophilus influenza, pneumocoque, et des catarrhalis de Moraxella, pour vérifier si la demande de règlement est également efficace avec ces bactéries. Supplémentaire, les chercheurs suivent attentivement les tissus de l'oreille moyenne pour s'assurer qu'il n'y a des lésions tissulaires pas structurelles et fonctionnelles de la technologie de plasma.

L'étude a été effectuée en collaboration avec les laboratoires de J. Gary Éden, présidence dotée par anciennes élèves d'Intel emeritus dans élém. élect. et ingénierie informatique, et Stephen Boppart, une présidence discernée par Grainger dans le bureau d'études, avec des affectations dans les services d'élém. élect. et ingénierie informatique, et bio-ingénierie.

Source:
Journal reference:

Sun, P.P., et al. (2021) Inactivation and sensitization of Pseudomonas aeruginosa by microplasma jet array for treating otitis media. npj Biofilms and Microbiomes. doi.org/10.1038/s41522-021-00219-2.