חידושים ב- Antimicrobial הזרקת חומרים מולידים עבור מכשירים רפואיים

מבוא: הגדלה צריכה עבור מכשירים רפואיים אנטימיקרוביאליים

זיהומים בעלי ערך בית החולים (HAIs) משפיעים על מיליוני מטופלים בכל שנה, מה שמוביל להשהות ממושכת בבית החולים, עלויות בריאותיות מוגברות ותמותה משמעותיות.ה-FLT:0CDC מדווחת FLT:1 כי בערך 1 מתוך 31 חולים חולים חולים יש לפחות אחד HAI על כל יום נתון מכשירים רפואיים - החל מ catheters ו- ventilators לכלים כירורגיים ואלקטרוניקה - הם אלה חומרים רעילים עבור חומרים מיקרוסקופיים, כי הם יכולים לפתח חומרים כימיים נפוצים אלה.

הבנת מכניזם אנטימיקרוביאלי בזריקת חומרים מזוהים

כדי להעריך את החידושים האחרונים, חשוב להבין כיצד סוכנים מיקרוביאליים עובדים בתוך ממטריקס פלסטי.המצבים העיקריים של פעולה כוללים:

(ב) [ה]: [ה], [ה], [ה],] ה[[המאה ה-20], [ה[[המאה ה-20]]], הוא ה[[המאה ה-20]], ש[[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]
(FLT:0)Ion משחרר את ההרחבה:1: סוכנים המבוססים על מתכת (סלבר, נחושת, אבץ) משחררים לאט את המושגים הקשורים חלבונים חיידקיים ודנ"א, מעכבים שכפול וגורמים ללחץ חמצון.
(FLT:0Cell WallשיבושFLT:1): ביוצידות אורגניות מסוימות חודרות לקיר התא ומפריעות לתהליכים אנזומטיים, למעשה עוצרות חילוף החומרים המיקרוביאליים.
(FLT:0) פעילות פוטו-קטליטית (PhotocatalyticsFLT:1): חלקיקים דו-חמצני טיטניום יכולים לייצר מינים חמצן תגובתיים תחת אור UV, מתן אפקט ניקוי עצמי.

יעילותם של מנגנונים אלה תלויה בגורמים כגון ריכוז הסוכן, פיזור בתוך הפולימרים, זמינות פני השטח ותנאים סביבתיים (העוני, הטמפרטורה) חידושים בנוסחאות חומריות שמטרתם כעת למקסם את ההשפעות הללו תוך הבטחת יציבות ארוכת טווח וזמינות ביולוגית.

חידושים אחרונים ב-Mattual Design

סוכני אנטימיקרוביאל מבוססי מתכת

סילבר, נחושת, אבץ שימשו במשך מאות שנים עבור התכונות האנטימיקרוביאליות שלהם.תרכובות הזרקת המודרנית משלבות כעת מתכות אלה בצורת חלקיקים, מתן יחס שטח גבוה שטח שטח-לכולה המגביר שחרור ננו-חלקיקי כסף (AgNPs) יעיל במיוחד נגד ספקטרום רחב של חיידקים, כולל methicillin-resistantallin-resantF:0StecosaiFerus=posa) ו-Ferco-Ferus (iposa) יש לעתים קרובות יותר יעיל נגד LT2cercer (picopicopus) ו-picopus) הוא לעתים קרובות יותר (אנטיFer) הוא אומר אנטי-pus (אנטיFerto-Fercercerto-Ferto-Ferto-R) יעיל במיוחד נגד LT2 ActivetrugLT2 ActivetgLTs) הוא יעיל במיוחד נגד LT2 ActivetrugLT2 ActiveligLT2 ActivetrugLTs) הוא לעתים קרובות יותר מאשר LT2 ActivetgLT2 ActiveligLT2 ActivetgLTsto-R) הוא לעתים קרובות יותר יעיל במיוחד נגד LTs

כדי להבטיח פיזור אחיד ולמנוע הדבקה, יצרנים משתמשים בטכניקות מורכבות מתקדמות כגון התכה-בכיפוף עם compatibilizers או Masterbatch תוספת. חלק מהנוסחאות משלבות מתכות מרובות לאפקטים סינרגיסטיים - למשל, מסובכים כסף כי המטרה הן אורגניזמים דקדוק-חיוביים ודקדוק-שליליים.

biocides אורגני ו- Polymeric Additives

תרכובות אמוניום Quaternary (QACs) הן גולשים מטושטשים אשר משבשים membranes microbial. כאשר מחוברים זהה לעמוד השדרה פולימרני (למשל, באמצעות copolymerization או grafting), QACs לספק דפוס קבוע, non-leaching Antimicrobiwanal לפני השטחs. גישה זו מתייחסת לשרירים רעילים ועמידות אחרות כוללים שימוש אורגני (למרות HCDicial) כי הוא כולל שימוש ב-chloride (Ricial) כי הוא כולל שימוש ב-fensicial נוגדת חומרים כימיים (Ricial) כי הוא כולל שימוש ב-flosicial נוגדת חומרים כימיים (Ricial) כי הוא כולל:

בסביבה הקרובה של Nanotechnology-Enhanced Surfaces

ננוטכנולוגיה מעצבת מחדש את הזרקה האנטימיקרוביאלית של מבנים הממחישים משטחים אנטימיקרוביאליים טבעיים, כגון אלה שנמצאו על כנפי cicada או עור gecko. ננופלים, ננוגדים וננוגרובים פיזית תאי rupture חיידקיים על פני מגע - מנגנון שאינו מסתמך על שחרור כימי ולכן אינו גורם להתנגדות.

יתרונות הגדרות בריאות

שילוב של חומרים אנטימיקרוביאליים למכשירים רפואיים באמצעות הזרקת עובש מציע יתרונות קליניים ומבצעיים נפרדים:

(FLT:0) אינפלציה מוגברת של שיעור 1FLT: מחקרים הראו ירידה של 30–50% בזיהומים בדרכי השתן של קלוריות לאחר השימוש בקטאוסטר-מפואר בהשוואה לתקני פחת דומות נראים לזיהומים מרכזיים הקשורים למחזור הדם.
(FLT:0) Extended המכשיר LifespanFLT:1): משטחים אנטימיקרוביאליים מתנגדים היווצרות ביו-סרטים - גורם מרכזי של כישלונות השתלת ותקלות במכשיר.על ידי מניעת צמיחה ביו-סרטמית, חיי התפקוד של מכשירים כמו קוצרים, שתלים אורתודואידים, ופצעים מומשכים.
(FLT:0)Lower sterilizationעול:1: מכשירים שנעשו עם פלסטיק מיקרוסקופי ניתן לעבד מחדש עם שיטות סטריליזציה פחות אגרסיביות, או אפילו self-sterilize בין שימושים, צמצום הלחש והשומן הקשור עם מחוספס אוטומטי או חיטוי כימי.
(FLT:0) חיסכון מצטבר של 1:1: העלות העליונה של חומרים אנטימיקרוביאליים היא כבויה על ידי טיפול מופחת הקשורים לזיהום, בית חולים קצר יותר נשאר, ופחות החלפת מכשירים. AFLT:22017 עלות ניתוח יעילות ניתוח של חומרים אנטימיקרוביאליים 3 מצא כי מחסנים פולשניים אנטימיקרוביאליים הצילו בממוצע של1,500 דולר לחולה.

יישומים על מכשירים רפואיים

חומרים של הזרקת חומרים נוגדים מיקרוסקופיים כבר מפוזרים על פני ספקטרום רחב של מוצרי בריאות:

(FLT:0)Catheters & קווים IV FIRLT:1; ⁇ אוריני, קת'רים מרכזיים, וקווים היקפיים IV הם מקורות נפוצים של זיהום.
(FLT:0) מכשירים ורגליים FLT:1: סקאליפל מטפל, משחות, רטרטורים, ואפילו תבעות מטופלים עם פלסטיקים מיקרוביאליים כדי למנוע מיקרואורגניזמים להיות מוצג לתוך אתרי ניתוח.
(ב) [ה]: [הההשתלים]: [השתלים] [הההירכיים, הברכיים, הבגים], השתלים שיניים, ונטיות לב וכלי דם נהנים מציפויים אנטי-מיקרוביאליים המפחיתים את הסיכון לזיהומים של השתלות.
(FLT:0) מוצרי טיפול מורכבים 1: בנדות, תלבושות, וטיפול בפצע שלילי יכולסטרים עכשיו לשלב שכבות אנטימיקרוביאליות אשר נלחמים באופן פעיל בזיהום תוך שמירה על סביבת ריפוי לחות.
(FLT:0) משטחים של ציוד מולד (Hospital Equipment Surfaces) 1RE: Bed Rails, overbedטבלאות, ארוחות אחות שיחות כפתורים, ומסך מגע של משאבה אינפוזיה מעוצבים עם פלסטיק מיקרוביאלי כדי להגביל את זיהום פני השטח באזורים גבוהים.
(FLT:0) מכשירים טיפוליים פיראטיות 1: מעגלים ונווטלטור, נוריות ומסכות חמצן - במיוחד קריטי במהלך מגפת COVID-19 - זמינים כעת עם תוספים אנטי-ויראליים ואנטיבקטריים.

שיקולים ובטיחות

להביא מכשירים רפואיים מיקרוביאליים לשוק דורש עמידה בתקנות מחמירות מגופים כגון מינהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA) וסוכנות התרופות האירופית (EMA).

(FLT:0) בדיקות תאימות בדיקות בדיקת יעילות (FLT:1): חומרים חייבים לעבור בדיקות ISO 10993 עבור cytotoxicity, חישה, גירוי ו רעילות מערכתית כדי להבטיח שהם לא יפגעו בחולים.
(FLT:0) הכללת פרופילים: עבור ניתוק סוכנים אנטימיקרוביאליים, יצרנים צריכים להוכיח כי קצב השחרור נשאר בגבולות בטוחים על פני החיים המיועדים של המכשיר.
(ב) [13] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) Resistance DevelopmentFLT:1: למרות התנגדות לכסף הוא נדיר, יש חשש גובר על הסתגלות חיידקית אפשרית לסוכנים המבוססים על מתכת.

אתגרים ומגבלות

למרות התקדמות מהירה, הזרקת האנטימיקרוביאלית מעצבת חומרים בפני כמה מכשולים:

(FLT:0) CostveFLT:1; Silver, נחושת, וננו-additives מתקדמים להגדיל את העלות החומרית הגולמית של 10–30% בהשוואה לפלסטיקים סטנדרטיים של כיתה רפואית.
(FLT:0) קביעת יציבות יציבות (FLT:1): טמפרטורות של הזרקת הזרקת הזרקת גבוהה (לעיתים קרובות מעל 200 מעלות צלזיוס) יכולות להפיג את הביוצידות האורגניות. פורמולטורים חייבים לבחור סוכנים יציבים תרמיים או לפתח טכניקות של קיבולת כדי להגן עליהם.
(FLT:0) שינויים בנכסים מכניים 1FLT: הוספת ממלאים מיקרוביאליים יכולים להשפיע על כוח רב-עוצמה, הזנקות וההשפעה של התנגדות.מעצבים חייבים לייעל את ההטענות כדי לשמור על ביצועי המכשיר.
(FLT:0) יעילות לטווח קצר לעומת ביצועים ארוכי טווח של רצף:1: כמה סוכנים מאבדים יעילות לאורך זמן בשל ניכוי או מעבר פני השטח. יצירת חומרים שנותרו פעילים לאחר מחזורי סטריליזציה חוזרים (Steam, ethylene oxide, gamma) הוא אתגר מתמשך.
(FLT:0) חששות סביבתיות: חלקיקים Silver nanoparticles ו biocides אורגני יכול לצבור בסביבות מימיות אם לא ניתן להסיק פולימרים אנטימיקרוביאליים ניתן לחקור כדי להפחית את הבעיה.

תחזית עתיד

הדור הבא של חומרי הזרקת הזרקת האנטימיקרוביאלית עשוי לכלול טכנולוגיות חכמות, היענות וכימאים בר קיימא:

(FLT:0) משטחים חכמים (FLT:1): חומרים שמשנים צבע כאשר זיהום מיקרוביאלי הוא נוכח (אינדיקטורים מותאמים אישית או pH-responsive) או זה לשחרר פרץ של ביוצידה רק כאשר מספרים חיידקיים מגיעים לסף.
(FLT:0) Biodegradable AntimicrobialsalveFLT:1; תרכובות אנטימיקרוביאליות של צמחי (למשל, שמנים חיוניים, שיטוסאן) ופולימרים בעלי יכולת ביולוגית כמו פולימרים פולימרים פוליגרפיים (חומצה פולי(lactic acid) נחקרים עבור מכשירים רפואיים זמניים כגון תות ותלבושות.
(FLT:0) ,healf-healing פולימרים פולימרים ראטמבייט 1: שילוב סוכנים אנטימיקרוביאליים עם מיקרו-capsules עצמי יכול לאפשר פני השטח של המכשיר לתקן את עצמו לאחר נזק, שחזור פעילות מיקרוביאלית.
(FLT:0) אינטגרציה עם IoTFLT:1: הזרקת חלקים המכילים תכונות אנטימיקרוביאליות יכול גם להטביע חיישנים כדי לפקח על טמפרטורה, לחות, או עומס חיידקי, להאכיל נתונים לתוך מערכות בקרת זיהום בית החולים.

מסקנה

חידושים בזריקת חומרים נוגדים מיקרוביאליים מייצגים שינוי פרדיגמה באופן שבו אנו מעצבים ומייצרים מכשירים רפואיים.על ידי הטמעת כסף, נחושת, ביוצידס אורגני, או nanostructures פיזיים ישירות לתוך הפלסטיק, יצרנים יכולים ליצור מכשירים שמגנים באופן פעיל על זיהום מרגע ההיווצרות. בעוד אתגרים נשארים בעלות, עיבוד, והשפעה סביבתית, נקודות הטרקטוריות לעבר חומרים חכמים יותר, בטוחים יותר, כמו מסגרות אבטחה סטנדרטיות נגד תרופות נוגדות אבטחה ואפקטים יותר ויותר, ותפקוד רפואי סטנדרטי יותר ויותר, ואפקט סביבתי, יהפוך את רמות נוגדות יותר ויותר, לחץ דם סטנדרטי יותר ויותר, ואפקטים יותר ויותר, לחץ דם סטנדרטי יותר ויותר, ואפקט סביבתי, ואפקטים יותר ויותר, לחץ דם אנטי-תרגול קליני.