ابداع سیمان آنتی بیوتیکی برای جلوگیری از عفونت استخوان

ابداع سیمان آنتی بیوتیکی برای جلوگیری از عفونت استخوان

اسمارت کاور: پژوهشگران ˮبیمارستان زنان بریگامˮ در مطالعه اخیرشان از ایجاد روشی جدید برای جلوگیری از عفونت استخوان بعد از جراحی آگاهی داده اند.


به گزارش اسمارت کاور به نقل از ایسنا و به نقل از تی ان، سالانه ۷۰۰ هزار نفر به سبب مقاومت آنتی بیوتیکی جان خودرا از دست می دهند. متاسفانه جمعیت رو به رشد جهانی، مقاومت فزاینده ای در مقابل درمان های آنتی بیوتیکی به وجود می آورد و این تهدیدی است که با بودجه ناکافی روبه رو شده است، برای اینکه انگیزه های تجاری برای توسعه آنتی بیوتیک های جدید کم شده است.
یک مطالعه جدید که توسط پژوهشگران بیمارستان زنان بریگام انجام شده، به این مشکل رو به رشد در توسعه آنتی بیوتیک ها با بهره گیری از یک رویکرد جدید پرداخته است و روش آنها ساختن یک پلت فرم قوی و برنامه کامپیوتری از آنتی بیوتیک ها و شناسایی یک آنتی بیوتیک موثر جهت استفاده هدفمند در ماتریکس "سیمان استخوانی" است.
سیمان استخوانی (bone cement) ترکیبی شیمیایی است که در بدن انسان بمنظور اتصال استخوان ها یا مفصل های مصنوعی به یکدیگر استفاده می شود. این ترکیبات که عموما از جنس سرامیک ها و پلیمرها می باشند بصورت فراوان در عمل های ارتوپدی و استئوتومی(Osteotomy) کاربرد دارند. این رویکرد بطور بالقوه می تواند برای درمان عفونت های استخوانی(یک عارضه رایج بعد از اعمال جراحی ارتوپدی) استفاده گردد. در اینگونه عمل ها مفصل یا استخوان معیوب را برداشته و با اندام جدید جایگزین می کنند، حین جایگزین کردن استخوان یا مفصل در آن حفره هایی ایجاد می کنند که سیمان را درون آن می ریزند و این سیمان پس از مدتی مانند چسب سفت شده و موجب جوش خوردن کامل استخوان ها به هم می شود.
دکتر "هائه لین جانگ"(Hae Lin Jang) مدیر مرکز درمانی مهندسی بیمارستان زنان بریگام و محقق اصلی این مطالعه اظهار داشت: هم اکنون، سازمان غذا و دارو(FDA) فقط سیمان های استخوانی مملو از آنتی بیوتیک هایی را تأیید کرده است که در اصل برای بافت استخوان ساخته نشده اند. علاوه بر این که این مواد مختص بافت استخوانی نیست، مقاومتی در مقابل این آنتی بیوتیک ها پدیدار شده است و ما باید نسل جدیدی از آنتی بیوتیک ها را ایجاد نماییم که برای حل این نیاز نوظهور بهینه شده باشند.
روش های متداول مانند تعویض زانو و مفصل ران می تواند منجر به عفونت باکتریایی مانند استافیلوکوک شود که هم اکنون با آنتی بیوتیک های سیستمیک(systemic antibiotics) درمان می شود. قرار گرفتن سیستمیک در معرض آنتی بیوتیک ها دقیقا عفونت را مورد هدف قرار نمی دهد بنابراین، دوزهای زیادی مورد نیاز است که منجر به عواقب ناخواسته مقاومت دارویی و تخریب میکروبیوتای مفید می شود. برای حل این مشکل رو به رشد، پژوهشگران این مطالعه ترکیبی قوی از آنتی بیوتیک و سیمان استخوانی تولید کردند.
در این مطالعه برای مهندسی یک آنتی بیوتیک جدید برای تحویل مقدار خاص دارو بوسیله ماتریکس سیمان استخوان، از سیمان استخوانی پلی متیل متاکریلات(PMMA) استفاده شد. این گروه از پژوهشگران مولکول ها را برای طراحی آنتی بیوتیک در لیست نهایی قرار دادند و در یک مدل بالینی، باکتری های حساس و مقاوم به دارو را بررسی کردند.
پلی(متیل متاکریلات) Poly(methyl methacrylate) یک ترکیب شیمیایی است که به عنوان پلیمر واسط در طرح نگار الکترونی به کار می رود. این ماده یکی از سخت ترین و محکم ترین پلیمرها با شفافیتی بالاتر از شیشه و سطحی صیقلی و براق و مقاوم در مقابل عوامل جوی است.
پژوهشگران آنتی بیوتیک دوعملی VCD-۰۷۷ را مشخص کردند و فعالیت و کارایی آنرا در سلول ها و مدلهای حیوانی مطالعه کردند. VCD-۰۷۷ نه فقط سینتیک آزادسازی داروی مورد نظر را بدون تاثیر بر پایداری سیمان استخوانی پلی متیل متاکریلات نشان داد، بلکه کارایی بالایی را در مقابل طیف وسیعی از رشته های باکتری مقاوم به دارو نشان داد و رشد مقاومت در آینده را کند کرد. در حقیقت، سیمان استخوانی پلی متیل متاکریلات با VCD-۰۷۷ کارایی بیشتری نسبت به همه سیمان های استخوانی حاوی آنتی بیوتیک هم اکنون در مقابل عفونت های استخوانی استافیلوکوک در مدل موش داد.
"شیلادیتیا سنگوپتا"(Shiladitya Sengupta) نویسنده دیگر این مطالعه اظهار داشت: ترکیب هوش مصنوعی و کشف دارو برای ایجاد آنتی بیوتیک های جدید راهی آینده نگرانه و کارآمدتر و مقرون به صرفه تر است. درمان ممکنست پیچیده تر شود و باکتری ها پیچیده تر شوند، اما ما مهندسان زیست پزشکی نیز پیچیده تر می شویم.
نتایج این مطالعه در مجله Nature Biomedical Engineering انتشار یافته است.



1401/07/26
11:31:53
5.0 / 5
360
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۳ بعلاوه ۳
اسمارت کاور
smartcover.ir - مالکیت معنوی سایت اسمارت كاور متعلق به مالکین آن می باشد