Forskare vid Institutet för organisk kemi och biokemi i CAS (IOCB Prag) och Tekniska universitetet i Liberec i samarbete med forskare från Institutet för mikrobiologi i CAS, Institutionen för brännskador vid den tredje medicinska fakulteten vid Charles University (Tjeckien), och P. J. Šafárik University i Košice (Slovakien) har utvecklat ett nytt antibakteriellt material som kombinerar nonwoven nanotextil och unika föreningar med antibakteriella egenskaper. Kallas NANO-LPPO, det nya materialet kan uppfylla ett brett spektrum av tillämpningar som förband för sår, som brännskador, genom att förebygga infektion och på så sätt underlätta behandling och läkning.

Eftersom antalet bakteriestammar som är resistenta mot vanliga antibiotika ökar stadigt, det finns ett växande behov av nya ämnen med antibakteriella egenskaper. En mycket lovande klass av ämnen är de så kallade lipofosfonoxiner (LPPO) som utvecklats av teamet av Dominik Rejman från IOCB Prag i samarbete med Libor Krásný från Institute of Microbiology vid CAS.

"Lipofosfonoxiner lovar mycket som en ny generation av antibiotika. De behöver inte penetrera bakterierna utan istället verka på ytan, där de stör bakteriecellsmembranet. Det gör dem mycket effektiva på att förstöra bakterier, säger Rejman.

"En stor fördel med LPPO är bakteriernas begränsade förmåga att utveckla resistens mot dem. I ett experiment som pågick i flera veckor, vi misslyckades med att hitta en bakterie som var resistent mot dessa ämnen, medan resistens mot välkända antibiotika utvecklades relativt lätt, " förklarar Krásný.

Potentialen med LPPO är särskilt uppenbar i situationer som kräver omedelbar riktad intervention, såsom hudinfektioner. Här, dock, Ämnena måste kombineras med ett lämpligt material som säkerställer deras topikala effekt utan att behöva komma in i cirkulationssystemet. Detta minskar belastningen på kroppen och underlättar användningen.

Ett sådant lämpligt material är en polymer nanofiber utvecklad av teamet av David Lukáš vid naturvetenskapliga fakulteten, Humaniora och utbildning vid Tekniska universitetet i Liberec. Forskarna kombinerade det med LPPO för att förbereda en ny typ av förbandsmaterial för bakterieinfekterade hudsår. Materialets främsta fördel är att den antibakteriella LPPO frigörs från det gradvis och i förhållande till förekomst och omfattning av infektion.

"Forskningen och utvecklingen av materialet NANO-LPPO är en fortsättning på det arbete som utförts i en klinisk prövning av NANOTARDIS medicinska utrustning, som vi nyligen framgångsrikt slutfört i samarbete med Regional Hospital Liberec, Universitetssjukhuset Královské Vinohrady, och Bulovka universitetssjukhus. Med sina morfologiska och fysikalisk-kemiska egenskaper, enheten främjar läkning av rena akuta sår, " säger Lukáš. "Detta samarbete med kollegor från IOCB Prag främjar verkligen möjligheterna för användning av funktionaliserade nanofibermaterial i områden med kroniska och infekterade sår."

"Enzymer bryter ner nanomaterialet till ofarliga molekyler. LPPO är en integrerad komponent i materialet och frigörs i första hand från det under denna nedbrytning. Dessutom, processen accelereras kraftigt av närvaron av bakterier, som producerar lytiska enzymer. Det betyder att ju fler bakterier det finns i såret, ju snabbare materialet sönderfaller, vilket i sin tur släpper ut mer av de aktiva substanserna till det drabbade stället för att främja läkning och regenerering av mjuka vävnader, säger Rejman när han beskriver materialets handling.

"Våra experiment på möss bekräftade förmågan hos NANO-LPPO att förhindra infektion i såret och därmed påskynda läkning och regenerering. Det var praktiskt taget ingen smittspridning där vi använde materialet. Om kliniska prövningar går bra, detta kan vara ett genombrott i behandlingen av brännskador och andra allvarliga skador där infektion utgör ett akut hot och komplikation för behandlingen, " förklarar sårvårdsspecialisten Peter Gál vid avdelningen för brännskador vid Charles Universitys tredje medicinska fakultet, medicinska fakulteten vid P. J. Šafárik universitet i Košice, och East Slovak Institute for Cardiovascular Diseases.

När det gäller applikationer, NANO-LPPO är ett intressant material för tillverkare av läkemedel och medicintekniska produkter. Kommersialiseringen koordineras genom ett samarbete mellan IOCB TECH, ett dotterbolag till IOCB Prag, och Charles University Innovations Prag, ett dotterbolag till Charles University, som båda skapades i syfte att överföra resultat av akademisk forskning till praktiken. Företagen söker just nu en lämplig kommersiell partner.

Resultaten av den tvärvetenskapliga studien publicerades i Vetenskapliga rapporter .