Je leest:

Bacteriën wegpesten

Bacteriën wegpesten

Duurzame antibacteriële coatings met nanotechnologie

Auteur: | 28 juli 2010

De wereld wordt er niet vriendelijker op voor bacteriën. Net nu ze een beetje antibiotica resistentie hebben opgebouwd, gaan wetenschappers hen te lijf met antibacteriële nanotechnologie.

Sinds de opkomst van antibiotica zijn veel ziekten lang niet meer zo gevaarlijk als in de eeuwen daarvoor. De pest, tering en buikloop zijn geen doodvonnis meer, maar met een simpel doktersreceptje te verhelpen. Maar dat zal niet eeuwig duren. In veel landen, vooral in Amerika, zijn antibiotica geen medicijnen, maar eerder huismiddeltjes geworden.

Deze crème bevat het antibioticum Chloorhexidine en is in Amerika gewoon te koop bij de drogist.

Ze worden voor van alles gebruik; ook voor bijvoorbeeld virusinfecties waar ze eigenlijk geen effect op hebben. Ook worden kuren vaak niet afgemaakt, waardoor een bepaalde infectie niet voldoende bestreden wordt en de overgebleven ziekteverwekkers alleen maar sterker maken. Om nog maar te zwijgen van het toevoegen van antibiotica in diervoeder. Hoe meer antibiotica (slecht) gebruikt worden, hoe groter de kans dat gevaarlijke bacteriën resistent raken tegen het middel. De beruchte multi resistente ziekenhuis-bacterie is daar een voorbeeld van.

Wetenschappers zoeken naarstig naar nieuwe manieren om het bacteriën moeilijk te maken. Sommigen spelen in op bacteriële zelfmoord, speuren de natuur af naar nieuwe antibiotica of ontwerpen precisie wapens tegen bepaalde soorten. Maar ook de nanotechnologen doen hun best om ziekenhuizen en wonden bacterievrij te houden. Met coatings, zuurstofradicalen en nanocapsules.

Een likje verf

Onderzoekers aan het Amerikaanse Rensselaer instituut ontwikkelden een verf die met een combinatie van nanobuisjes en natuurlijke enzymen de tafels en deurknoppen van ziekenhuizen bacterievrij moet gaan houden. Ze publiceerden dit in het tijdschrift ACS Nano. Ons lichaam gebruikt het enzym lysozym om op natuurlijke wijze bacteriën te bestrijden. Het komt voor in traanvocht en speeksel, en breekt de celmembranen rond bacteriën af. Hoewel bacteriën vrij gemakkelijk resistent worden tegen antibiotica, zijn er nog geen varianten gevonden die ook tegen lysozym opkunnen.

Dit eiwit zit in traanvocht en speeksel en werkt anti-bacterieel.

De onderzoekers hebben de lysozym-eiwitten met een flexibel stukje polymeer aan de zijden van koolstof nanobuisjes geplakt. Er passen wel honderden enzymen op elk buisje, waardoor het mogelijk wordt een hele hoge concentratie lysozym per vierkante centimeter verf te krijgen. De nanobuisjes zorgen dat de enzymen goed op hun plek blijven en niet loskomen uit de verf als deze nat wordt. Bacteriën die zich op het oppervlak dreigen te bevestigen hebben geen schijn van kans: hun celmembraan wordt direct door tientallen lysozymen aangevallen. Binnen tien minuten stierf al 99.99% van alle testbacteriën die het team op het oppervlak smeerde. De coating bleef ongeveer een maand actief. De onderzoekers doen nu hun best om die werkzame tijd nog te verlengen.

Intelligent verband

Aan de medische universiteit in Bath, Engeland, zitten onderzoekers de infecties nog dichter op de huid. Zij ontwikkelden een verband voor brandwonden dat vanzelf antibiotica afgeeft als er schadelijke bacteriën in de buurt zijn. Ook komt er dan een kleurstofje vrij, dat verplegers erop attendeert dat de wond geïnfecteerd is. Dat is met name belangrijk voor brandwonden bij jonge kinderen. Op zichzelf zijn die namelijk niet dodelijk, maar een infectie kan gemakkelijk door de beschadigde huid heen in het bloed komen, wat wel een dodelijke sceptische shock teweeg kan brengen.

In het verband verstopten de wetenschappers kleine holle vetbolletjes van een paar honderd nanometer, waar het antibioticum en de kleurstof in zitten. Schadelijke bacteriën geven gifstoffen (toxines) af aan hun omgeving. Die maken menselijke cellen in de buurt kapot, maar óók de vetbolletjes. Hun dodelijke lading komt vrij en rekent af met de bacterien in de buurt. Die kunnen dan nog wel resistent worden, zul je denken. Maar een hele gerichte plaatselijke dosis antibioticum is veel effectiever dan via een pil die door je hele lichaam verspreid wordt. Zo worden toch alle bacteriën gedood. Daarnaast is de verpleging door de rode kleurstof veel eerder op de hoogte van de infectie, en kan die ervoor zorgen dat een eventuele extra kuur helemaal wordt afgemaakt.

Deze vetbolletjes zien er voor de bacteriën net zo uit als een menselijke cel. Maar als heuse Stratego-mijnen maken ze korte metten met elke indringer.

Belangrijk is ook dat de ongevaarlijke bacteriën op je huid nergens last van hebben. Zij activeren de vetbolletjes namelijk niet. En dat is maar goed ook, want deze bacteriën leveren juist hun eigen bijdrage aan de bestrijding van gevaarlijke besmettingen. Ze eten het grootste deel van het beschikbare ‘eten’ voor de schadelijke bacteriën op, voordat de minder goed aangepaste, schadelijke beestjes zich op onze huid kunnen nestelen.

In zo’n prachtig zwembad wil je je toch geen zorgen moeten maken over voetschimmel?

Superschone sauna

Ook op andere plekken is er behoefte aan een bacterievrije omgeving. Bijvoorbeeld in zwembaden, sauna’s of fabrieken waar voedsel wordt verpakt. Het jonge nederlandse bedrijfje NanoServices verkoopt een coating die met behulp van nanodeeltjes titaniumdioxide oppervlakken bacterievrij houdt. Dimmen Breen, directeur van Nanoservices legt uit: “Onder invloed van UV-straling uit het licht, werkt titaniumdioxide als katalysator en zet het zuurstof uit het water om in hydroxylradicalen. Die vallen dan alle organische moleculen in de buurt aan, van vette vingerafdrukken tot celwanden van bacteriën. Oppervlakken blijven hierdoor vrijwel steriel, zonder het gebruik van bleekwater of chloor. Dat is ook weer fijn voor het milieu.”

Omdat de coating alleen als katalysator werkt, komen de deeltjes niet uit het oppervlak vrij, raakt het middel dus ook niet ‘op’ en blijft het spul maandenlang actief. Dimmen: “Europa loopt wat het gebruik van dit soort coatings betreft echt achter op Amerika en Azië. Daar is dit al heel normaal.” En inderdaad, zelfs McDonalds gebruikt al iets dergelijks. De coating van Nanoservices wordt inmiddels in een paar sauna’s in Nederland gebruikt.

Lees meer op Kennislink over de bestrijding van bacteriën:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/ziekenhuisbacterie/antibiotica/antibioticaresistentie/index.atom?m=of", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 28 juli 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.