Uporaba soli za pogon delcev, ki prenašajo zdravila, globlje v biofilme, ki jih je težko zdraviti

Raziskovalci na univerzi Yale so odkrili novo metodo za izboljšanje dostave delcev, ki prenašajo zdravila, v biofilme, zapleteno mrežo bakterijskih kolonij, ki so zaprte v lepljivo, polimerno matrico. Ti biofilmi so zaradi svoje strukture znani, da so odporni na konvencionalno zdravljenje z antibiotiki, kar ovira prodor terapevtskih učinkovin. Z uvedbo nadzorovanega solnega gradienta je ekipa pokazala tehniko, ki delce poganja globlje v biofilm, kar lahko izboljša učinkovitost zdravljenja proti vztrajnim okužbam.

V študiji, objavljeni v Soft Matter, so raziskovalci uporabili mikrofluidni sistem za simulacijo biofilmskih okolij in preizkusili učinkovitost svojega pristopa.

Profesor Amir Pahlavan, ki je vodil raziskavo, je pojasnil, da se tradicionalne metode dajanja zdravil zanašajo na pasivno difuzijo, ki je pogosto neučinkovita in zahteva visoke odmerke delcev, da bi dosegli zadostno prodornost. "Difuzija nano in mikrovih delcev je lahko zelo počasna in neučinkovita", je dejal Pahlavan. "Študija je pokazala, da je učinkovitost metode dajanja soli močno odvisna od zrelosti biofilma.

Vendar pa se je s staranjem in gostitvijo biofilma globina prodora zmanjšala, dokler ni dosegla ravni, podobnih tistim, ki so jih opazili v odsotnosti slanskega gradienta. Zanimivo je, da je raziskava odkrila tudi nepričakovano ugotovitev glede velikosti delcev. Večji delci, ki merijo 1000 nanometrov, so lahko v primerjavi z manjšimi 40-nanometrskimi delci prodrli dlje v biofilm. To je v nasprotju s prvotnimi predpostavkami, da bi manjši delci bolj učinkovito krmili v tesnejših prostorih.

To kaže, da se lahko optimalna velikost delcev za dajanje zdravila razlikuje glede na posebne značilnosti biofilma. Raziskovalci domnevajo, da bi lahko gibanje delcev, ki ga povzroča sol, povzročilo fizično deformacijo matrike biofilma, kar bi lahko sčasoma olajšalo odstranjevanje biofilmov.

Raziskave so pokazale, da bi se načela, na katerih temelji ta tehnika, lahko razširila iz biomedicinskih aplikacij na področja, kot so čiščenje vode in industrijski procesi, kjer biofilmi pogosto zamajajo opremo in infrastrukturo.

Z optimizacijo velikosti delcev in solnih gradientov bodo prihodnje študije morda izboljšale ta pristop, da bi izboljšali njegovo zanesljivost in učinkovitost pri zdravljenju bolezni, povezanih z biofilmom.