Chinesische Wissenschaftler stellen Bakterien her

PEKING – Chinesische Wissenschaftler geben an, dass sie einen intelligenten Verband entwickelt haben, der verschiedene Arten bakterieller Infektionen automatisch erkennen und behandeln kann, darunter potenziell tödliche Superbakterien, die den meisten Antibiotika entgehen können.

Das Forschungsteam der Northeastern University (NEU) in China sagte, dass seine „Test-to-Treat“-Verbandunterlage mithilfe eines einfachen Farbcodes überall und jederzeit verwendet werden könne, heißt es in dem diesen Monat in der Fachzeitschrift ACS Nano veröffentlichten Artikel. Hautinfektionen gehören zu den häufigsten Infektionskrankheiten und der Heilungsprozess kann insbesondere bei Patienten mit Diabetes langsam und schmerzhaft sein.

Die Forscher unter der Leitung der NEU-Professoren Song Yan-yan und Ding Chen entwickelten einen doppelschichtigen Hydrogelverband mit einer grünen Schicht, die sich bei Vorliegen einer Infektion innerhalb von drei Stunden nach dem Auflegen auf eine Wunde in Gelb verwandelt.

Wenn das Pad gelb bleibt, liegt eine medikamentenempfindliche (DS) bakterielle Infektion vor, die behandelt werden kann, indem eine weitere Hydrogelschicht auf das erste Pad gelegt wird, um ein häufig verwendetes Antibiotikum in die Wunde freizusetzen.

Ein weiterer Farbumschlag nach Rot weist jedoch auf das Vorhandensein arzneimittelresistenter (DR) Bakterien hin – der sogenannten Superbakterien, die eine zunehmende Herausforderung im Kampf gegen Infektionskrankheiten darstellen.

Diese können durch das Anbringen einer Hydrogelschicht behandelt werden, die bei Auslösung durch Bewegung oder Massage toxische reaktive Sauerstoffspezies (ROS) erzeugt – eine der wichtigsten Therapieoptionen zur Bekämpfung antibiotikaresistenter Infektionen.

„Um hochkomplexe bakterielle DS/DR-Wundinfektionen schnell zu erkennen und präzise zu behandeln, verfügt das Design über Multifunktionen wie visuelle Wahrnehmung, selbstfahrende Therapie und hohe antibakterielle Wirksamkeit“, sagte Prof. Song.

Der Verband basiert auf dem Prinzip, dass jedes Bakterienwachstum an der Infektionsstelle ein saures Milieu erzeugt und mit dem ersten Hydrogel-Pad reagiert, wodurch es gelb wird. Das gleiche Pad verfärbt sich weiterhin rot, wenn das zusätzliche Enzym nachgewiesen wird, das üblicherweise in DR-Bakterien vorhanden ist.

„Das Hydrogel-Pad ist in der Lage, innerhalb von drei Stunden sowohl DS- als auch DR-Bakterien zu erkennen. Die Farbveränderung wird bereits bei einer geringen Konzentration sowohl bei DS- als auch bei DR-Bakterien beobachtet“, sagte Prof. Song in dem Artikel und fügte hinzu, dass eine höhere Bakterienkonzentration eine deutlichere rote Farbe hervorruft.

Wenn eine DR-Infektion vorliegt, wird eine weitere Hydrogelschicht verwendet, um einen Photokatalysator mit einem mechanolumineszierenden Material zu kombinieren, um mechanische Kraft – wie Massage, Dehnung und Berührung – in sichtbares oder naheinfrarotes Licht umzuwandeln.

Die Aktion erzeugt ROS – ein Superoxid, das die DNA, Proteine und Lipide der Bakterien angreift und zum Zelltod führt – auf kontrollierbare und wirksame Weise, so die Forscher.

„Dieses multifunktionale Design reduziert effektiv den Missbrauch von Antibiotika und beschleunigt die Wundheilung und bietet eine innovative und vielversprechende Pflasterstrategie für die Point-of-Care-Diagnose und -Therapie“, sagte Prof. Song.

„Es verfügt über ein hohes Potenzial für eine kostengünstige und einfach zu bedienende Wundauflage mit schneller Erkennung und intelligenter Behandlung, ohne zusätzliche Zusatzgeräte und ist bequem zu Hause anzuwenden.“ SÜD CHINA MORGEN POST

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