BLAST - электрический пластырь, способный заменить антибиотики

Ученые совершили прорыв в борьбе с кожными инфекциями, разработав инновационное устройство под названием «Биоэлектронная локализованная противомикробная стимулирующая терапия» (BLAST). Это устройство, представляющее собой тонкий, гибкий пластырь, использует принцип биоэлектронной модуляции для подавления роста патогенных бактерий, не причиняя вреда здоровым клеткам кожи. В отличие от традиционных антибиотиков, которые обладают широким спектром действия и часто нарушают баланс микрофлоры, BLAST воздействует избирательно, нацеливаясь на специфические механизмы бактериальной вирулентности.

Пластырь оснащен миниатюрными электродами, которые подают на поверхность кожи микротоки – электрический сигнал настолько слабый, что он полностью безопасен для человека и не вызывает никаких неприятных ощущений. Механизм действия BLAST основан на феномене «избирательной возбудимости» некоторых бактерий, в частности, Staphylococcus epidermidis. Эта бактерия является представителем нормальной кожной микрофлоры, играя важную роль в поддержании её баланса и процессах заживления ран. Однако, в условиях ослабленного иммунитета или при попадании в организм через медицинские устройства (катетеры, импланты, внутривенные капельницы), S. epidermidis может стать причиной серьёзных инфекций.

Ключевой момент заключается в способности S. epidermidis образовывать биоплёнки – плотные колонии бактерий, окруженные защитной слизистой матрицей. Биоплёнка обеспечивает бактериям защиту от действия антибиотиков и иммунной системы организма, значительно повышая их устойчивость и патогенность. Исследования показали, что воздействие слабых электрических импульсов, генерируемых BLAST, подавляет экспрессию генов, ответственных за формирование биоплёнки у S. epidermidis. Это приводит к нарушению процесса адгезии бактерий к поверхности кожи и значительно снижает их способность к колонизации.

Однако, эффективность BLAST напрямую зависит от кислотности среды. Исследования показали, что электрическая стимуляция эффективна только в слабокислой среде, типичной для здоровой кожи. В щелочной среде, характерной для хронических ран, эффективность BLAST значительно снижается. Это объясняется тем, что изменение pH влияет на мембранный потенциал бактериальных клеток, изменяя их чувствительность к электрическому сигналу. Поэтому, для успешного применения BLAST в лечении хронических ран, необходимо предварительно восстановить нормальный кислотно-щелочной баланс кожи, например, с помощью специальных мазей или компрессов.

В доклинических исследованиях BLAST был протестирован на свиной коже, которая имеет схожую структуру и функции с человеческой кожей, что делает её подходящей моделью для таких экспериментов. Результаты исследований показали значительное снижение численности S. epidermidis на обработанной поверхности кожи, подтверждая эффективность устройства в предотвращении бактериальной колонизации. Более того, исследования показали, что BLAST не оказывает негативного воздействия на окружающие ткани и не вызывает воспалительных реакций.

Эти результаты опубликованы в журнале Device.