Crédit :Université de technologie du Queensland
De minuscules échafaudages imprimés en 3D implantés et infusés d'antibiotiques pourraient révolutionner la façon dont les médecins préviennent les infections mortelles par les «superbugs» après la chirurgie, sauver des vies et de longs séjours à l'hôpital.
L'ingénieur biomédical du QUT Institute of Health and Biomedical Innovation, le Dr Phong Tran, a déclaré que l'insertion de tout corps étranger, qu'il s'agisse d'un implant ou d'une prothèse telle qu'une articulation de la hanche, était reconnue comme un facteur majeur contribuant aux infections par la bactérie Staphylococcus aureus connue sous le nom de « staphylocoque doré » .
"Certaines de ces bactéries ont évolué pour devenir une "superbug" en raison de l'exposition à des niveaux sous-thérapeutiques d'antibiotiques, " a déclaré le Dr Tran, du QUT ARC Industrial Transformational Training Center in Additive Biomanufacturing.
"Ma recherche a trouvé une nouvelle façon d'utiliser des antibiotiques sur un échafaudage biodégradable qui pourrait être administré à l'intérieur du corps sur le site de la chirurgie par le chirurgien comme un moyen prometteur de prévenir l'infection par le staphylocoque doré et son développement de résistance aux antibiotiques.
"Cela pourrait permettre aux chirurgiens d'implanter des échafaudages préfabriqués avec des antibiotiques dans la salle d'opération, qui sont personnalisés à des patients et à des scénarios chirurgicaux spécifiques.
Le Dr Tran a déclaré que cette nouvelle approche pourrait être utilisée pour d'autres bactéries telles que E-coli et Pseudomonas aeruginosa qui se trouvent souvent dans les implants infectés, telles que les nouvelles articulations de la hanche, et prothèses.
« Quand les patients ont une infection sur un site d'implantation, les chirurgiens pratiquent souvent une « chirurgie de révision » pour « nettoyer » l'infection, " il a dit.
"Cette nouvelle technique pourrait leur permettre d'adapter le type d'antibiotiques et les doses pour l'infection spécifique et de l'administrer directement sur le site de l'infection, donc ce serait très efficace. »
« Les échafaudages, trop, serait personnalisé en fonction du site chirurgical et de la procédure spécifiques."
Le Dr Tran a déclaré que les nouveaux échafaudages 3D ont été imprimés avec un matériau biodégradable, qualité médicale, Polymère approuvé par la FDA, et les antibiotiques ont été ajoutés en trempant simplement les échafaudages dans des solutions antibiotiques.
"Ces échafaudages ont à la fois des micro-pores et des macro-pores, " il a dit.
Crédit :Université de technologie du Queensland
"Les minuscules micropores retiennent l'antibiotique dans l'échafaudage afin qu'il puisse être lentement libéré dans le site d'infection.
"Les macro-pores plus gros sont là pour soutenir l'infiltration des tissus corporels dans l'échafaudage pour le maintenir en place pendant que les antibiotiques vitaux sont libérés directement dans le site chirurgical.
« Notre laboratoire de recherche, en utilisant Cefazolin un antibiotique commun contre le staphylocoque doré, a montré que ces échafaudages libèrent un antibiotique actif pendant quatre jours, tuant les bactéries. »
Le Dr Tran a déclaré que bien que Staphylococci aureus et Staphylococcus epidermis soient courants sur la peau des patients, ils pourraient être mortels lorsqu'ils pénètrent dans une plaie chirurgicale.
"Ce qui se passe, c'est que ces insectes forment des biofilms bactériens à la surface de l'implant qui protègent les bactéries nouvellement incrustées du propre système immunitaire du corps, et les antibiotiques systémiques n'ont qu'une efficacité très faible contre eux, " il a dit.
Crédit :Université de technologie du Queensland
"La méthode actuelle de prévention de ces infections est l'administration d'antibiotiques par voie intraveineuse avant et après la chirurgie ou l'insertion de billes contenant des antibiotiques pendant l'opération.
« Une autre méthode traditionnelle consiste à mélanger de la poudre antibiotique et des polymères ou des céramiques avant de transformer le mélange en ciment ou en implants à insérer dans le corps.
"Le problème ici est que de nombreux antibiotiques couramment utilisés ont une activité réduite lorsqu'ils sont exposés à une chaleur élevée ou à des solvants agressifs au cours de ce processus de fabrication.
"Notre technique résout tous ces problèmes car ces antibiotiques conserveront toute leur force lorsqu'ils seront chargés par goutte à partir de leur solution sur des échafaudages déjà fabriqués."
Le Dr Tran a déclaré que la recherche a montré une stratégie prometteuse pour augmenter la sécurité chirurgicale des patients et qu'elle est testée dans des conditions physiologiques plus complexes telles que les tissus humains modifiés en 3D que d'autres membres du QUT ARC Transformational Training Center in Additive Biomanufacturing ont développé.
La recherche a été publiée dans Science et génie des matériaux C .
