Elk jaar, meer dan een miljoen mensen ontwikkelen zorginfecties tijdens hun ziekenhuisverblijf. En rond de 100, 000 van hen sterven aan die complicaties.

Maar onderzoekers van de Universiteit van Georgia zijn vastbesloten om dat te veranderen, en hun nieuwe studie toont een veelbelovend hulpmiddel om infecties te voorkomen voordat ze zich voordoen.

Gepubliceerd in ACS toegepaste materialen en interfaces , de studie onderzocht hoe een innovatieve coating die UGA-wetenschappers hebben ontwikkeld, kan voorkomen dat vloeistoffen zoals water en bloed aan oppervlakken blijven kleven. De onderzoekers ontdekten ook dat de vloeistofafstotende coating bacteriën kan doden en de vorming van bloedstolsels op het oppervlak van een object kan stoppen.

De uitdaging van biofilm

Bacteriële groei op medische hulpmiddelen is verantwoordelijk voor veel ziekenhuisinfecties. Maar het is moeilijk te bestrijden omdat bacteriën zich aan het oppervlak van een object hechten, het creëren van een gelei-achtige coating genaamd biofilm.

"Het is veel gemakkelijker om bacteriën te doden in zijn vrij zwevende staat, maar zodra het een biofilm vormt, het is erg moeilijk voor antibiotica om de biofilm binnen te dringen en de bacteriën te doden, " zei Hitesh Handa, corresponderende auteur van de studie en universitair hoofddocent in UGA's College of Engineering. "Een deel van de biofilm kan afbreken en andere plekken in het lichaam besmetten, en het wordt erg moeilijk te behandelen wanneer de infectie zich verspreidt."

De onderzoekers combineerden zinkoxide en koperen nanodeeltjes met een vloeistofafstotende coating. Om te testen hoe effectief hun coating was tegen vloeistoffen, ze brachten de coating aan op sponzen.

"Sponzen zijn zo absorberend, " legde Handa uit. "Als het zou voorkomen dat een spons vloeistof opneemt, dan werkt het natuurlijk ook heel mooi op oppervlakken van medische hulpmiddelen."

Het team probeerde water aan te brengen, melk, koffie, sap en bloed naar de sponzen, maar de vloeistoffen gleden er meteen af. De onderzoekers ontdekten ook dat de bacteriën die ze probeerden te hechten aan de sponzen, Staphylococcus aureus, plakte ook niet op de oppervlakken. Aanvullend, de coating stootte de meerderheid van de deeltjes in het bloed af die tot stolling leiden.

Beperkingen overwinnen

Eerder onderzoek heeft vergelijkbare superhydrofobe coatings ontwikkeld, maar ze hadden ernstige beperkingen.

"Deze coatings zijn doorgaans erg kwetsbaar, " zei Ekrem Ozkan, hoofdauteur van de studie en een postdoctoraal onderzoeker bij UGA. "Ze kunnen gemakkelijk hun superhydrofobe eigenschappen verliezen na kleine schade, zelfs als een vinger het object aanraakt."

Het team heeft deze nieuwe coating aan meerdere strenge tests onderworpen, het onderwerpen van sponzen aan alles, van het afvegen van vingers over hun oppervlak tot het gebruik van schuurpapier erop tot het afpellen van tape. Ondanks het misbruik, de sponzen behielden hun superhydrofobe eigenschappen.

Vanwege zijn duurzaamheid, er zijn veel potentiële toepassingen voor de coating, variërend van verband tot IV's en endotracheale tubes. Ook onderzoeken de onderzoekers hoe ze een stikstofmonoxidecomponent in de coatings kunnen brengen. Handa's laboratorium richt zich op de technologie die het krachtige gas gebruikt dat van nature in het lichaam voorkomt om het bloed te laten stromen en infecties te voorkomen. Stikstofmonoxide kan ook voorkomen dat bacteriën zich op de apparaten vermenigvuldigen en ziekten veroorzaken.