محققان دانشگاه ویرجینیا غربی در تلاش‌ هستند تا با استفاده از فناوری نانو بر مشکل عفونت‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک در شکستگی استخوان غلبه کنند. بیش از ۱۵۰ هزار نفر در آمریکا هر سال دچار شکستگی استخوان باز می‌شوند. حدود ۱۰ درصد از آنها عفونت ایجاد می‌کنند که می‌تواند منجر به کاهش عملکرد اندام، عملیات ثانویه، تأخیر در بهبود یا مرگ شود.

بینگین لی، استاد دانشکده پزشکی ارتوپدی دانشگاه ویرجینیا غربی گفت: این میزان عفونت بالا با مقاومت آنتی‌بیوتیکی پیچیده است. ما قطعاً باید این نوع عفونت‌ها را کاهش دهیم زیرا عواقب آن جدی است.

مقاومت آنتی‌بیوتیکی هنگامی حاصل می‌شود که باکتری‌ها توانایی شکست داروهای تجویز شده برای از بین بردن آنها را به‌دست آورند. این گروه از باکتری‌ها پس از تکثیر باعث افزایش عفونت می‌شوند. مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری آنها را یکی از فوری‌ترین تهدیدات برای بهداشت عمومی می‌دانند.

بیش از یک میلیون نفر در سراسر جهان در اثر عفونت‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک در سال ۲۰۲۱ درگذشتند. انتظار می‌رود این تعداد تا سال ۲۰۵۰ دو برابر شود. کار ۲۰۱۷ لی باعث شد که وی و تیمش به دنبال راه‌حل‌های جدید باشند.

کار آنها بر توسعه ترکیبی از دو ماده ضد میکروبی یعنی نانوذرات نقره و نانولوله کربنی متمرکز بود تا از آنها برای کاهش عفونت‌های مقاوم در برابر آنتی‌بیوتیک در شکستگی‌های باز استفاده شود.

مطالعه وی با کمک مالی ۱٫۹ میلیون دلاری از مؤسسه ملی آلرژی و بیماری‌های عفونی و انستیتوی ملی علوم پزشکی عمومی پشتیبانی می‌شود.

از مدت‌ها قبل از نقره به عنوان افزودنی استفاده می‌شود که در برابر رشد باکتری‌ها بدن را محافظت می‌کند. نانولوله‌های کربنی که برای تحویل دارو و نظارت داخلی غیرتهاجمی استفاده می‌شوند، دارای خواص ضد میکروبی هستند.

بینگین لی می‌گوید: فناوری نانو به ما اجازه می‌دهد از ذرات بسیار ریز استفاده کنیم، بنابراین می‌توانند به مکان‌هایی بروند که ذرات بزرگتر نمی‌توانند. آنها به راحتی می‌توانند به غشای سلولی نفوذ کرده و باکتری‌ها را از بین ببرند. همچنین چالش‌هایی وجود دارد، زیرا ذرات ممکن است نه تنها به باکتری‌ها حمله کنند، بلکه باعث سمیت سلول‌های انسانی نیز می‌شوند. یکی از وظایف ما این است که به نوع مناسب فرمولاسیون یا اندازه مناسب و مؤثرتر بپردازیم.

محققان با استفاده از سلول‌های انسانی در یک آزمایشگاه و روی موش صحرایی، نانولوله‌های کربنی و نانوذرات نقره را مورد آزمایش قرار دادند تا تعیین کنند که چگونه با باکتری‌های مختلف در حالی که سمیت کمتر نسبت به سلول‌های انسانی و موش دارد، می‌جنگد. این کامپوزیت‌ها همچنین به عنوان پوشش‌های روی پروتزهای ارتوپدی برای ارزیابی خصوصیات ضدمیکروبی مهندسی می‌شوند.