هنگامی که آنتی بیوتیک به عنوان یک باند استفاده می‌شود، هیدروژل می‌تواند دارو را در صورت درخواست ، زمانی که عفونت شروع به ایجاد می‌کند، ارائه دهد.

استفاده بیش از حد از آنتی بیوتیک‌ها یکی از عوامل کلیدی مقاومت دارویی در باکتری‌ها است. ارائه مقدار مناسب در زمان مناسب می‌تواند به کاهش سرعت آن کمک کند، اما تصمیم در مورد آن می‌تواند دشوار باشد؛ بنابراین برای مطالعه جدید، محققان براون ماده هوشمندی ساختند که تنها زمانی که باکتری را شناسایی کند، محموله دارویی خود را آزاد می‌کند.

این هیدروژل از شبکه‌ای از پلیمر‌ها تشکیل شده است که می‌تواند محموله‌ای از نانوذرات مانند آنتی‌بیوتیک‌ها را در خود نگه دارد که محکم می‌مانند. با این حال، این ماده به گونه‌ای طراحی شده بود که این پلیمر‌ها هنگام مواجهه با آنزیم‌هایی به نام بتالاکتاماز که توسط بسیاری از باکتری‌های بیماری‌زا تولید می‌شوند، تجزیه شوند؛ که به نوبه خود نانوذرات را آزاد می‌کند.

آنیتا شوکلا، محقق ارشد این مطالعه گفت: نکته جالب این است که بتالاکتاماز‌ها در واقع عامل اصلی مقاومت آنتی‌بیوتیکی هستند، زیرا آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام را که برخی از رایج‌ترین آنتی‌بیوتیک‌های تجویزی ما هستند، از بین می‌برند. اما ما از این مکانیسم دفاعی باکتریایی بهره بردیم و از آن در برابر باکتری‌ها استفاده کرده ایم.

تیم تحقیقاتی، این روش را در ظروف آزمایشگاهی و نمونه‌هایی از پوست خوک با استفاده از نانوذرات فلورسنت آزمایش کردند که می‌توان آن‌ها را هنگام رها شدن به وضوح ردیابی کرد.

مطمئناً، هیدروژل‌ها در پاسخ به باکتری‌هایی که بتالاکتاماز تولید می‌کنند، محموله‌های خود را آزاد کردند، در حالی که دیگر آنزیم‌های باکتریایی ساختار را تخریب نکردند.این مطلب نشان می‌دهد که این تکنیک می‌تواند برای باکتری‌های خاص نسبت به سایرین انتخابی باشد.

شوکلا گفت: ما یک سیستم دارورسانی هوشمند با تحریک باکتری ایجاد کرده‌ایم. فرضیه ما این است که فناوری‌هایی مانند این دارو، که مقدار داروی مورد نیاز برای درمان مؤثر را کاهش می‌دهند، می‌توانند هم عوارض جانبی و هم پتانسیل مقاومت را کاهش دهند.

هیدروژل‌های با رهش کنترل‌شده مشابه به‌عنوان راهی برای مبارزه با سرطان، با آزاد کردن دارو‌های ضد سرطان در پاسخ به اسیدیته و دمای ریزمحیط تومور، آزمایش شده‌اند.

در این مورد، تیم می‌گوید که هیدروژل جدید می‌تواند به عنوان یک پانسمان زخم مورد استفاده قرار گیرد که بلافاصله و به طور موثر آنتی بیوتیک‌ها را هنگامی که عفونت شروع به ظهور می‌کند آزاد می‌کند.

این تحقیق در مجله ACS Applied Materials and Interfaces منتشر شد.

منبع: سایت نیواطلس منتشره از دانشگاه براون