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Los investigadores diseñan el dispositivo miniaturizado 3D-printed para tratar infecciones de oído central

Las infecciones de oído central, también conocidas como otitis media, afectan más el de 80% de los niños en los E.E.U.U. En un nuevo estudio, los investigadores han diseñado un dispositivo miniaturizado 3D-printed para desactivar la Pseudomonas aeruginosa, una bacteria común que causa la infección.

El dispositivo--un arsenal de la tobera del microplasma--genera el plasma, que se compone de las partículas cargadas y de las moléculas reactivas que se han mostrado previamente para desactivar diversos patógeno. “Éste es cualquier persona ha intentado la primera vez tratar infecciones de oído central usando tecnología del plasma,” dijo a Jungeun ganado, estudiante de tercer ciclo en el laboratorio de Boppart. “Generalmente, el tratamiento implica usando los antibióticos o la intervención quirúrgica.”

El problema con usar los antibióticos es doble. Primero, los antibióticos son ineficaces en más el de 30% de los pacientes con infecciones agudas. En segundo lugar, su uso puede llevar a la resistencia antibiótico creciente porque las bacterias forman biofilms--agregados que sujetan a la superficie del oído.

Los Biofilms son muy densos, haciéndolo difícil para que los antibióticos penetren. Nuestra idea era que si podríamos romper la estructura del biofilm, podríamos aumentar la penetración de los antibióticos.”

Helen Nguyen (IGOH), profesor de Ivan Racheff en la ingeniería civil y ambiental

Los investigadores probaron el arsenal de la tobera del microplasma construyendo un modelo del oído central. Utilizaron un tímpano recortado de la rata y probaron los efectos antimicrobianos del microplasma sobre las bacterias que fueron situadas detrás del tímpano.

“Utilizamos diversos tiempos de la duración para el tratamiento y encontramos que 15 minutos y éramos más de largo efectivos en desactivar las bacterias,” Won dijo. “También vigilamos el tejido para ver si habíamos creado algunos orificios o rupturas, pero no encontramos ningún daño físico obvio.”

“Pensamos que el microplasma rompe el biofilm perturbando la membrana celular bacteriana,” a Nguyen dijimos. “Hasta ahora, tenemos solamente mediciones indirectas el soportar de nuestra idea, pero observaremos en ella en el futuro.”

Aunque el espesor del tímpano de la rata sea el 30% más inferior que el de un ser humano, que está sobre la anchura de un cabo del pelo, los resultados sugieren que el tratamiento del microplasma se podría utilizar para tratar infecciones de oído central en seres humanos.

Las “infecciones de oído central y la sobre-receta de los antibióticos para tratar éstos son los retos clínicos importantes que están necesitando nuevas tecnologías y soluciones del tratamiento,” dijeron a Stephen Boppart, Grainger distinguieron la silla en la ingeniería, que es también médico.

Los investigadores ahora están diseñando un arsenal más pequeño, auricular de botón-dado forma de la tobera para los tratamientos que darán un plazo de tiempos de exposición más largos. También probarán los dispositivos en los modelos animales usando los biofilms de las otras bacterias incluyendo, pero no sólo las cuales cause las infecciones de oído central, Hemophilus influenzae, estreptococo pneumoniae, y de los catarrhalis de Moraxella, para probar si el tratamiento es también efectivo con estas bacterias. Además, los investigadores vigilan de cerca los tejidos del oído central para asegurarse de que hay daño tisular no estructural y funcional de la tecnología del plasma.

El estudio fue realizado en colaboración con los laboratorios de J. Gary Eden, silla dotada los alumnos de Intel emeritus en eléctrico y ingeniería informática, y Stephen Boppart, una silla distinguida Grainger en la ingeniería, con citas en los departamentos de eléctrico y ingeniería informática, y bioingeniería.

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.