بین الملل

“سیمان آنتی بیوتیکی” برای جلوگیری از عفونت استخوان ابداع شد

به دلیل کاهش انگیزه های تجاری برای توسعه آنتی بیوتیک ها؛

محققان “بیمارستان زنان بریگام” در مطالعه اخیر خود از توسعه روشی جدید برای جلوگیری از عفونت استخوان پس از جراحی خبر دادند.

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، سالانه 700 هزار نفر به دلیل مقاومت آنتی بیوتیکی جان خود را از دست می دهند. متأسفانه، جمعیت رو به رشد جهانی در حال ایجاد مقاومت فزاینده در برابر درمان های آنتی بیوتیکی است، تهدیدی که با کمبود بودجه مواجه شده است زیرا انگیزه های تجاری برای تولید آنتی بیوتیک های جدید کاهش یافته است.

مطالعه جدیدی که توسط محققان بیمارستان زنان بریگهام انجام شد، با استفاده از یک رویکرد جدید به این مشکل رو به رشد در توسعه آنتی بیوتیک پرداخته است. استفاده مورد نظر در ماتریکس “سیمان استخوان” است.

سیمان استخوان یک ترکیب شیمیایی است که در بدن انسان برای اتصال استخوان ها یا مفاصل مصنوعی به یکدیگر استفاده می شود. این ترکیبات که عموماً سرامیک و پلیمر هستند در عمل های ارتوپدی و استئوتومی کاربرد فراوانی دارند. این رویکرد به طور بالقوه می تواند برای درمان عفونت های استخوانی (یک عارضه رایج پس از جراحی ارتوپدی) استفاده شود. در این گونه عمل ها، مفصل یا استخوان معیوب برداشته می شود و مفصل جدید جایگزین می شود، در حین تعویض استخوان یا مفصل، سوراخ هایی در آن ایجاد می شود و سیمان در آن ریخته می شود و برای یکدیگر اتفاق می افتد.

در حال حاضر، سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) فقط سیمان های استخوانی حاوی آنتی بیوتیک را تایید کرده است که در اصل برای بافت استخوانی ساخته نشده اند. علاوه بر این که این مواد مختص بافت استخوانی نیستند، مقاومت در برابر این آنتی بیوتیک ها پدیدار شده است و ما باید نسل جدیدی از آنتی بیوتیک ها را تولید کنیم که برای پاسخگویی به این نیاز نوظهور بهینه شده باشند.

روش‌های رایج مانند تعویض مفصل زانو و مفصل ران می‌تواند منجر به عفونت‌های باکتریایی مانند استاف که در حال حاضر با آنتی‌بیوتیک‌های سیستمیک درمان می‌شوند، شود. قرار گرفتن سیستمیک در معرض آنتی بیوتیک ها دقیقاً عفونت را هدف قرار نمی دهد، بنابراین دوزهای زیادی مورد نیاز است که منجر به عواقب ناخواسته مقاومت دارویی و تخریب میکروبیوتای مفید می شود. برای رسیدگی به این مشکل رو به رشد، محققان در این مطالعه ترکیب قدرتمندی از آنتی بیوتیک ها و سیمان استخوان را توسعه دادند.

در این مطالعه، سیمان استخوانی پلی متیل متاکریلات (PMMA) برای مهندسی یک آنتی بیوتیک جدید برای تحویل مقدار خاصی از دارو از طریق ماتریکس سیمان استخوان استفاده شد. این گروه از محققان مولکول‌ها را برای طراحی آنتی‌بیوتیک به فهرست کوتاه انتخاب کردند و باکتری‌های حساس و مقاوم به دارو را در یک مدل بالینی بررسی کردند.

پلی (متیل متاکریلات) یک ترکیب شیمیایی است که به عنوان یک پلیمر میانی در مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. این ماده یکی از سخت ترین و قوی ترین پلیمرها با شفافیت بالاتر از شیشه و سطح صیقلی و براق و مقاوم در برابر عوامل جوی است.

محققان آنتی بیوتیک دو اثر VCD-077 را شناسایی کردند و فعالیت و کارایی آن را در سلول ها و مدل های حیوانی مورد مطالعه قرار دادند. VCD-077 نه تنها سینتیک رهاسازی داروی هدف را بدون تأثیر بر پایداری سیمان استخوانی پلی متیل متاکریلات نشان داد، بلکه کارایی بالایی را در برابر طیف وسیعی از سویه‌های باکتریایی مقاوم به دارو نشان داد و رشد مقاومت در آینده را کاهش داد. در واقع، سیمان استخوانی پلی متیل متاکریلات با VCD-077 از تمام سیمان های استخوانی حاوی آنتی بیوتیک موجود در برابر عفونت های استخوانی استافیلوکوک در مدل موش مؤثرتر بود.

شیلادیتیا سنگوپتا (Shiladitya Sengupta) یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه گفت: ترکیب هوش مصنوعی و کشف دارو برای ایجاد آنتی‌بیوتیک‌های جدید راهی آینده‌نگر، کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است. درمان‌ها ممکن است پیچیده‌تر شوند و باکتری‌ها ممکن است پیچیده‌تر شوند، اما ما به‌عنوان مهندسان زیست‌پزشکی نیز چنین می‌کنیم.

نتایج این مطالعه در مجله Nature Biomedical Engineering منتشر شد.

انتهای پیام/