Исследователи разрабатывают новый метод лечения инфекций среднего уха

Инфекции среднего уха, также известные как средний отит, поражают более 80% детей в США.S. В новом исследовании ученые разработали миниатюрное устройство, напечатанное на 3D-принтере, для инактивации синегнойной палочки, распространенной бактерии, вызывающей инфекцию.

Устройство – массив микроплазменных струй – генерирует плазму, которая состоит из заряженных частиц и реактивных молекул, которые, как ранее было показано, инактивируют различные патогены. "Это первый случай, когда кто-либо пробовал лечить инфекции среднего уха с помощью плазменной технологии," сказал Юнгеун Вон, аспирант лаборатории Боппарта. "Обычно лечение предполагает использование антибиотиков или хирургическое вмешательство."

Проблема с использованием антибиотиков двоякая. Во-первых, антибиотики неэффективны более чем у 30% пациентов с острыми инфекциями. Во-вторых, их использование может привести к повышению устойчивости к антибиотикам, поскольку бактерии образуют биопленки – агрегаты, прикрепляющиеся к поверхности уха.

"Биопленки очень плотные, что затрудняет проникновение антибиотиков," сказала Хелен Нгуен (IGOH), профессор Ивана Рачеффа в области гражданского строительства и экологической инженерии. "Наша идея заключалась в том, что если бы мы могли нарушить структуру биопленки, мы могли бы увеличить проникновение антибиотиков."

Исследователи протестировали массив микроплазменных струй, построив модель среднего уха. Они использовали иссеченную барабанную перепонку крысы и проверили антимикробное действие микроплазмы на бактерии, расположенные за барабанной перепонкой.

"Мы использовали различную продолжительность лечения и обнаружили, что 15 минут и более были эффективны для инактивации бактерий," Вон сказал. "Мы также наблюдали за тканью, чтобы увидеть, есть ли у нас какие-либо отверстия или разрывы, но мы не обнаружили никаких очевидных физических повреждений."

"Мы думаем, что микроплазма разрушает биопленку, нарушая мембрану бактериальной клетки," Нгуен сказал. "Пока что у нас есть только косвенные измерения, подтверждающие нашу идею, но мы рассмотрим это в будущем."

Хотя толщина барабанной перепонки крысы на 30% меньше, чем у человека, что составляет примерно ширину пряди волос, результаты показывают, что лечение микроплазмой можно использовать для лечения инфекций среднего уха у людей.

"Инфекции среднего уха и чрезмерное назначение антибиотиков для лечения – это основные клинические проблемы, которые требуют новых технологий лечения и решений," сказал Стивен Боппарт, заслуженный председатель инженерного факультета Грейнджера, который также является врачом.

В настоящее время исследователи разрабатывают меньшую струйную группу в форме наушников для лечения, которая обеспечит более длительное время воздействия. Они также протестируют устройства на животных моделях с использованием биопленок других бактерий, вызывающих инфекции среднего уха, включая, помимо прочего, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae и Moraxella catarrhalis, чтобы проверить, эффективно ли лечение также в отношении этих бактерий. Кроме того, исследователи будут внимательно следить за тканями среднего уха, чтобы гарантировать отсутствие структурных и функциональных повреждений тканей в результате плазменной технологии.

Блог Хаисы