Nanokanaler i silikonekatetre skal bekæmpe infektioner – Københavns Universitet

Nyheder > Alle nyheder > 2011 > 2011.2 > Nanokanaler i silikone...

24. februar 2011

Nanokanaler i silikonekatetre skal bekæmpe infektioner

sundhed

Millioner af mennesker kan på sigt slippe for infektioner med antibiotikaresistente bakterier fra katetre. Forskere på Det Farmaceutiske Fakultet på Københavns Universitet samarbejder med Syddansk Universitet og partnere i biotekindustrien om bedre hospitalsudstyr til fremtidens patienter.

Med et netværk af nanokanaler i silikonemateriale skabt med superkritisk kuldioxid vil forskere gå til kamp mod antibiotikaresistente bakteriestammer. Den ny teknologi forventes at kunne forhindre millioner af infektioner forårsaget af bakterier på fx katetre og dræn, hvilket udgør et stort problem på hospitaler over alt i verden. Bakterierne breder sig hurtigt og danner en hårdfør biofilm, som det kræver langvarig behandling med høje doser af antibiotika at slippe af med. Dermed øges risikoen for udvikling af antibiotikaresistens.

Forskere skaber fremtidens hospitalsudstyr

– De nuværende antibakterielle overfladebehandlinger af katetre er langt fra optimale. Problemet er, at belægningen er tynd og skrøbelig  og dermed kan slå sprækker, hvor bakterierne kan sætte sig, fortæller postdoc Minna Grønning, Institut for Farmaci og Analytisk Kemi og fortsætter:

– Vi danner et netværk af nanokanaler i den silikone som katetre og dræn er fremstillet af. Netværket gør det muligt at inkorporere antibakterielle peptider, der så afgives som en konstant tilpasset dosis over en længere periode . På den måde modvirkes etablering af biofilm og resistens effektivt.

Mimer kroppens eget forsvar

Naturlige antimikrobielle peptider – AMP – er et vigtigt forsvarsvåben for alle højere organismer i naturen, og peptiderne har ofte stor aktivitet over for sygdomsfremkaldende bakterier, svampe og visse vira. De er simpelthen en del af kroppens naturlige medfødte immunrespons:

– Desværre har AMP en meget kort halveringstid i organismen på grund af nedbrydning forårsaget af kroppens egne enzymer – vi prøver derfor medicinalkemisk at fremstille såkaldte peptidanaloger – molekyler der stadig har den antimikrobielle aktivitet, men samtidig er mere stabile, fortæller lektor Henrik Franzyk.

Lektor Henrik Franzyk fra Institut for Medicinalkemi samt postdoc Minna Grønning, lektor Hanne Mørck Nielsen og lektor Eva Horn Møller fra Institut for Farmaci og Analytisk Kemi deltager i projektet, der foreløbig strækker sig over de næste fire år.

Henrik Franzyk fremstiller forskellige peptidanaloger, mens det øvrige team arbejder med at få den bedst mulige inkorporering af peptiderne i silikonen, som fx katetre fremstilles af. Peptidernes evne til at blive indkorpereret – og blive frigivet fra silikonen igen – hænger sammen med deres struktur, og samtidig må peptiderne ikke miste deres antibakterielle effekt. Der skal altså en del optimering til.

Superkritisk kuldioxid åbner silikonegummi

Nanonetværket fremstilles ved at anvende kuldioxid under meget højt tryk – såkaldt superkritisk kuldioxid – hvilket får silikonegummiet til at åbne sig, så man får et porøst materiale med en ekstremt stor overflade. Dermed kan et såkaldt 'hydrofilt polymernetværk' dannes inde i silikonen, som på den måde gennemskæres af en mængde kanaler på kryds og tværs i nanostørrelse. De antibakterielle stoffer, som optages, trænger dermed helt ind i materialet – i modsætning til overfladebehandling.

– Vi vil gerne kunne 'åbne' silikonen og tilsætte peptiderne i samme proces – men det er vanskeligt, for peptidanalogerne er – på trods af vedvarende optimering – meget følsomme overfor nedbrydning, så vi forsøger os med forskellige metoder for 'loading' af det virksomme stof til katetrene. Kort sagt forsøger vi at finde svaret på, hvordan vi får den rette kontrollerede afgivelse af det antibakterielle stof fra katetret – og fokuserer også på, om peptiderne er intakte, når de kommer ud igen – de skulle jo gerne fortsat have en antibakteriel effekt, fortæller Minna Grønning.

Forskningsprojektet starter for alvor op i løbet af foråret og forventes på sigt at udmønte sig i produktionen af et fuldt funktionelt prototype-kateter som kan forhindre en stor del af de almindeligste infektioner på hospitaler.

Kontakt

Postdoc Minna Grønning, telefon: 35 33 61 30
Lektor Henrik Franzyk, mobil: 53 38 93 03