Kleine geïmplanteerde 3D-geprinte steigers doordrenkt met antibiotica kunnen een revolutie teweegbrengen in de manier waarop artsen dodelijke 'superbug'-infecties na een operatie voorkomen, levens redden en lange ziekenhuisverblijven.

QUT Institute of Health and Biomedical Innovation biomedisch ingenieur Dr. Phong Tran zei dat het inbrengen van een vreemd lichaam, of het nu een implantaat of een prothese zoals een heupgewricht is, werd erkend als een belangrijke bijdragende factor aan infecties door de bacterie Staphylococcus aureus, bekend als "gouden stafylokok" .

"Sommige van deze bacteriën zijn geëvolueerd tot een 'superbug' als gevolg van blootstelling aan subtherapeutische niveaus van antibiotica, " zei dr. Tran, van QUT ARC Industrial Transformational Training Center in Additive Biomanufacturing.

"Mijn onderzoek heeft een nieuwe manier gevonden om antibiotica te gebruiken op een biologisch afbreekbare steiger die door de chirurg in het lichaam op de operatieplaats kan worden afgeleverd als een veelbelovende manier om gouden stafylokokbesmetting en de ontwikkeling van resistentie tegen antibiotica te voorkomen.

"Hierdoor kunnen chirurgen vooraf gemaakte steigers met antibiotica in de operatiekamer implanteren, die zijn gepersonaliseerd voor specifieke patiënten en chirurgische scenario's."

Dr. Tran zei dat deze nieuwe aanpak kan worden gebruikt voor andere bacteriën zoals E-coli en Pseudomonas aeruginosa die vaak worden aangetroffen in geïnfecteerde implantaten, zoals nieuwe heupgewrichten, en prothesen.

"Als patiënten een infectie hebben op een implantaatplaats, chirurgen doen vaak 'revisiechirurgie' om de infectie 'op te ruimen', " hij zei.

"Deze nieuwe techniek zou hen in staat kunnen stellen om het type antibiotica en doses voor de specifieke infectie aan te passen en deze direct op de infectieplaats af te leveren, daarom zou het zeer effectief zijn."

"De steigers, te, zou worden aangepast aan de specifieke operatieplaats en procedure."

Dr. Tran zei dat de nieuwe 3D-steigers zijn bedrukt met een biologisch afbreekbaar, medische kwaliteit, FDA-goedgekeurd polymeer, en antibiotica werden toegevoegd door de steigers eenvoudig in antibioticaoplossingen te weken.

"Deze steigers hebben zowel microporiën als macroporiën, " hij zei.

"De kleine microporiën houden het antibioticum in de steiger, zodat het langzaam op de infectieplaats kan worden afgegeven.

"De grotere macroporiën zijn er om de infiltratie van het lichaamsweefsel in de steiger te ondersteunen om het op zijn plaats te houden, terwijl de levensreddende antibiotica direct op de operatieplaats worden afgegeven.

"Ons laboratoriumonderzoek, het gebruik van Cefazolin, een veelgebruikt antibioticum tegen gouden stafylokok, heeft aangetoond dat deze steigers gedurende vier dagen actief antibioticum afgeven en de bacteriën doden."

Dr. Tran zei dat hoewel Staphylococci aureus en Staphylococcus epidermis veel voorkomen op de huid van patiënten, ze dodelijk kunnen zijn als ze in een operatiewond terechtkomen.

"Wat er gebeurt, is dat deze insecten bacteriële biofilms vormen op het oppervlak van het implantaat die de nieuw ingebedde bacteriën beschermen tegen het eigen immuunsysteem van het lichaam. en systemische antibiotica hebben slechts een zeer lage efficiëntie tegen hen, " hij zei.

"De huidige methode om deze infecties te voorkomen, is intraveneuze antibiotica voor en na de operatie of het inbrengen van antibioticabevattende korrels tijdens de operatie.

"Een andere traditionele methode is om antibioticapoeder en polymeren of keramiek te mengen voordat het mengsel wordt verwerkt tot cement of implantaten die in het lichaam worden ingebracht.

"Het probleem hier is dat veel veelgebruikte antibiotica een verminderde activiteit hebben wanneer ze tijdens dit productieproces worden blootgesteld aan verhoogde hitte of agressieve oplosmiddelen.

"Onze techniek lost al deze problemen op, omdat deze antibiotica hun volledige kracht behouden wanneer ze vanuit hun oplossing op reeds gemaakte steigers worden druppelgeladen."

Dr. Tran zei dat het onderzoek een veelbelovende strategie aantoonde voor het verhogen van de chirurgische veiligheid van patiënten en wordt getest in complexere fysiologisch-achtige omstandigheden zoals 3D-gemanipuleerd menselijk weefsel dat andere leden van het QUT ARC Transformational Training Center in Additive Biomanufacturing hebben ontwikkeld.

Het onderzoek is gepubliceerd in Materiaalwetenschappen en techniek C .