抗菌导管涂层可以帮助预防感染

布朗大学的研究人员开发了一种用于血管内导管的新型抗菌涂层，有朝一日可以帮助预防导管相关的血流感染，这是最常见的医院感染类型。“这些感染是医院，医疗保健提供者以及最重要的患者的主要负担，”布朗的工程助理教授，一篇描述这项工作的新论文的通讯作者Anita Shukla说。“我们想开发一种能够杀死浮游[自由漂浮]细菌并防止表面细菌定植的涂层。我们收集的最初数据表明，我们有一些非常有希望的东西。”

在该论文中，研究人员表明，聚氨酯涂层可以很容易地应用于各种医学相关的表面并逐渐释放一种名为金诺芬的药物，可以在实验室测试中杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)细菌近一个月。测试还表明涂层可以防止MRSA生物膜的形成，一旦建立，它对抗微生物处理特别有弹性。

该研究发表于“细胞与感染微生物学前沿”，是布朗工程学院Shukla实验室与布朗沃伦阿尔珀特医学院传染病科Eleftherios Mylonakis和Beth Fuchs实验室的合作。

“这是医学和工程学之间的完美合作，”舒克拉谈到合作伙伴关系。“他们[Mylonakis和Fuchs]带来了他们在诊所常见的问题类型。作为一个专注于开发新的药物输送生物材料的工程实验室，我们可以为他们带来的问题研究工程解决方案。 “

在这种情况下的问题是一个突出的问题。仅在美国，每年就植入超过1.5亿个血管内导管，每年有250,000名患者发生植入物感染。这些感染在高达25%的病例中是致命的，即使成功治疗，也可以增加数百万美元的住院时间。

研究人员说，以前解决问题的方法取得了有限的成功。其他抗菌涂层在最多两周后往往会失去效力，通常是因为它们过快地释放其药物有效负载。其他涂料也倾向于使用传统的抗生素，引起人们对长期使用抗生素耐药性的担忧。

对于他们的新涂层，Shukla及其同事使用了金诺芬。该药最初由美国食品和药物管理局开发和批准用于治疗关节炎，但Mylonakis，Fuchs等人的研究表明该药物在杀死MRSA和其他危险微生物方面也非常有效。此外，它的作用方式使细菌难以产生天然抗性。Auranofin之前从未被纳入涂层技术。

为了制作涂层，研究人员将聚氨酯和金诺芬的浓度溶解在溶液中，然后将其沉积在导管上。然后蒸发掉溶剂，留下可拉伸但耐用的聚合物涂层。机械测试表明，涂层可以拉伸至500%而不会断裂。

为了测试涂层的有效性，研究人员在MRSA中将涂层导管放置在溶液和MRSA细菌茁壮成长的琼脂平板上。实验表明，涂层能够抑制MRSA生长长达26天，这取决于涂层中使用的金诺芬的初始浓度。研究人员还使用生物发光成像来寻找生物膜形成的迹象。这些实验表明涂层可以防止任何生物膜痕迹。为了进行比较，研究人员还测试了一种装有更传统抗生素的导管，该导管对自由浮动的MRSA非常有效，证明无法阻止生物膜的形成。

“抗菌膜的发现非常关键，”舒克拉说。“生物膜具有非常有效的逃避抗生素的方法，与浮游细菌相比，这使得它们需要的药物浓度难以治疗数千倍。这些涂层能够首先防止生物膜形成的事实是非常重要。“

Shukla说，实验室毒性的初步测试表明涂层对人体血液或肝细胞没有不良影响，但在涂层准备好用于患者之前需要进行更多的测试。两种涂料组分均已获FDA批准用于其他用途，这一事实应加快体内试验的批准程序。

“我们希望我们在这里展示的初步结果将很快转移到诊所，”舒克拉说。

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