Varje år, över en miljon människor utvecklar vårdförvärvade infektioner under sina sjukhusvistelser. Och runt 100, 000 av dem dör av dessa komplikationer.

Men forskare vid University of Georgia är fast beslutna att ändra på det, och deras nya studie visar ett lovande verktyg för att förhindra infektioner innan de inträffar.

Publicerad i ACS tillämpade material och gränssnitt , studien undersökte hur en innovativ beläggning som UGA-forskare utvecklat kan förhindra att vätskor som vatten och blod fastnar på ytor. Forskarna fann också att den vätskeavvisande beläggningen kan döda bakterier och stoppa bildningen av blodproppar på ett föremåls yta.

Utmaningen med biofilm

Bakterietillväxt på medicintekniska produkter är ansvarig för många sjukhusförvärvade infektioner. Men det är svårt att bekämpa eftersom bakterier kommer att klänga ihop på ett föremåls yta, skapa en geléliknande beläggning som kallas biofilm.

"Det är mycket lättare att döda bakterier i sitt fritt flytande tillstånd, men när det väl bildar en biofilm, det är väldigt svårt för antibiotika att penetrera biofilmen och döda bakterierna, sade Hitesh Handa, motsvarande författare till studien och docent vid UGA:s Ingenjörshögskola. "En del av biofilmen kan bryta av och infektera andra ställen i kroppen, och det blir väldigt svårt att behandla när infektionen sprider sig."

Forskarna kombinerade nanopartiklar av zinkoxid och koppar med en vätskeavvisande beläggning. För att testa hur effektiv deras beläggning var mot vätskor, de applicerade beläggningen på svampar.

"Svampar är så absorberande, " Handa förklarade. "Om det skulle hindra en svamp från att absorbera någon vätska, då kommer det förstås också att fungera väldigt bra på ytor för medicintekniska produkter."

Teamet försökte applicera vatten, mjölk, kaffe, juice och blod till svamparna, men vätskorna gled direkt av. Forskarna fann också att bakterierna de försökte fästa vid svamparna, Staphylococcus aureus, fastnade inte heller på ytorna. Dessutom, beläggningen stötte bort majoriteten av partiklarna i blodet som leder till koagulering.

Att övervinna begränsningar

Tidigare forskning har utvecklat liknande superhydrofoba beläggningar, men de hade allvarliga begränsningar.

"Dessa beläggningar är vanligtvis mycket ömtåliga, sade Ekrem Ozkan, huvudförfattare till studien och en postdoktor vid UGA. "De kan lätt förlora sina superhydrofoba egenskaper efter mindre skada - till och med bara ett finger som rör vid föremålet."

Teamet satte denna nya beläggning genom flera rigorösa tester, utsätta svampar för allt från att torka av fingrarna över deras ytor till att använda sandpapper på dem till att dra bort tejpen. Trots övergreppen, svamparna behöll sina superhydrofoba egenskaper.

På grund av dess hållbarhet, det finns många potentiella tillämpningar för beläggningen, allt från bandage till IV och endotrakeala tuber. Forskarna undersöker också hur de kan införa en kväveoxidkomponent i beläggningarna. Handas labb fokuserar på tekniken som använder den kraftfulla gasen som finns naturligt i kroppen för att hålla blodflödet och förhindra infektion. Kväveoxid kan också förhindra att bakterier förökar sig på enheterna och orsakar sjukdomar.