Onderzoekers hebben vloeibare metalen gebruikt om nieuwe bacterievernietigende technologie te ontwikkelen die het antwoord zou kunnen zijn op het dodelijke probleem van antibioticaresistentie.

De technologie maakt gebruik van nanodeeltjes van magnetisch vloeibaar metaal om bacteriën en bacteriële biofilm te versnipperen - het beschermende "huis" waarin bacteriën gedijen - zonder goede cellen te beschadigen.

Gepubliceerd in ACS Nano , het onderzoek onder leiding van RMIT University biedt een baanbrekende nieuwe richting in de zoektocht naar betere bacteriebestrijdende technologieën.

Antibioticaresistentie is een grote wereldwijde bedreiging voor de gezondheid, waardoor minstens 700, 000 doden per jaar. Zonder actie, het dodental kan tegen 2050 oplopen tot 10 miljoen mensen per jaar, kanker inhalen als doodsoorzaak.

De grootste problemen zijn de verspreiding van gevaarlijke, geneesmiddelresistente superbacteriën en de groei van bacteriële biofilminfecties, die niet meer te behandelen zijn met bestaande antibiotica.

Dr. Aaron Elbourne zei dat antibiotica een revolutie teweeg hebben gebracht in de gezondheid sinds ze 90 jaar geleden werden ontdekt, maar hun effectiviteit verloren door verkeerd gebruik.

"We gaan naar een post-antibiotische toekomst, waar veel voorkomende bacteriële infecties, kleine verwondingen en routineoperaties kunnen opnieuw dodelijk worden, "Elbourne, een postdoctoraal onderzoeker in het Nanobiotechnology Laboratory van RMIT, zei.

"Het is niet genoeg om het gebruik van antibiotica te verminderen, we moeten volledig heroverwegen hoe we bacteriële infecties bestrijden.

"Bacteriën zijn ongelooflijk flexibel en na verloop van tijd ontwikkelen ze afweer tegen de chemicaliën die in antibiotica worden gebruikt, maar ze kunnen niet omgaan met een fysieke aanval.

"Onze methode maakt gebruik van nauwkeurig ontworpen vloeibare metalen om bacteriën fysiek aan flarden te scheuren en door de biofilm te breken waar bacteriën leven en zich vermenigvuldigen.

"Met verdere ontwikkeling, we hopen dat deze technologie de manier kan zijn om geschiedenis van antibioticaresistentie te schrijven."

Laten we fysiek worden:nieuwe manier om bacteriën te doden

Het RMIT-team achter de technologie is de enige groep ter wereld die het antibacteriële potentieel van magnetische vloeibare metalen nanodeeltjes onderzoekt.

Bij blootstelling aan een magnetisch veld van lage intensiteit, deze druppeltjes van nanoformaat veranderen van vorm en krijgen scherpe randen.

Wanneer de druppeltjes in contact komen met een bacteriële biofilm, hun bewegingen en nanoscherpe randen breken de biofilm af en breken de bacteriecellen fysiek.

In de nieuwe studie het team testte de effectiviteit van de technologie tegen twee soorten bacteriële biofilms (grampositief en gramnegatief).

Na 90 minuten blootstelling aan de vloeibare metalen nanodeeltjes, beide biofilms werden vernietigd en 99 procent van de bacteriën was dood. belangrijk, laboratoriumtests toonden aan dat de bacteriën-vernietigende druppeltjes menselijke cellen niet aantasten.

Postdoctoraal onderzoeker Dr. Vi Khanh Truong zei dat de veelzijdige technologie ooit op verschillende manieren zou kunnen worden gebruikt om infecties te behandelen.

"Het zou kunnen worden gebruikt als spraycoating voor implantaten, om ze krachtig antibacterieel te maken en het hoge aantal infecties te verminderen voor procedures zoals heup- en knievervangingen, " zei Truong, momenteel aan de North Carolina State University op een Fulbright Scholarship om het onderzoek te bevorderen.

"Er is ook potentieel om dit te ontwikkelen tot een injecteerbare behandeling die kan worden gebruikt op de plaats van infectie."

De volgende fase van het onderzoek - het testen van de effectiviteit van de technologie in preklinische dierproeven - is al aan de gang, met het team in de hoop de komende jaren over te gaan op klinische proeven bij mensen.

Onder leiding van Truong, Elbourne en Dr. James Chapman, het multidisciplinaire team is ook van plan de technologie verder uit te breiden dan antibacteriële behandeling, onderzoeken hoe het kan worden gebruikt om:

• behandel schimmelinfecties - de volgende superbacteriën
• cholesterolplaques doorbreken en hartproblemen bestrijden
• stoppen tumoren via directe injectie in kankercellen.