プロテーゼ材料が静脈内カテーテルからの感染を減少させる可能性(Prosthetic Material Could Help Reduce Infections From Intravenous Catheters)

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2024-12-17 テキサスA&M大学

テキサスA&M大学の研究者たちは、Ecoflexというシリコーンゴムを用いて、皮膚に似たレプリカを作成しました。このレプリカは、皮膚の質感や弾力性、湿潤性を再現しており、細菌の付着や成長を模倣することができます。特に、静脈内カテーテル挿入部位での感染リスクを評価するプラットフォームとして有望であり、ウェアラブルセンサーの試験など、他の生物医学的応用にも期待されています。研究チームは、Ecoflexを用いた手や前腕のレプリカを作成し、その表面における細菌の付着や成長を観察しました。さらに、これらのレプリカを使ってカテーテル挿入のシミュレーションを行い、感染制御策の実施や医療機器の設計改善に役立つ可能性を示しました。この研究は、2024年12月17日に『Scientific Reports』誌に掲載されました。

<関連情報>

カテーテル関連血流感染症研究のためのバイオインスパイアード皮膚様in vitroモデル Bioinspired skin-like in vitro model for investigating catheter-related bloodstream infections

Majed Othman Althumayri,Azra Yaprak Tarman & Hatice Ceylan Koydemir
Scientific Reports  Published:30 October 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-024-76652-y

プロテーゼ材料が静脈内カテーテルからの感染を減少させる可能性(Prosthetic Material Could Help Reduce Infections From Intravenous Catheters)

Abstract

Intravenous (IV) catheter-related bloodstream infections (CRBSIs) cause significant risks in healthcare, necessitating advancements in catheter design and materials. This study investigates the effectiveness of Ecoflex, a silicone-based material, in studying CRBSIs through the development of skin-like replicas that mimic human skin properties for use in wearable sensing devices. We characterized the replica’s bioinspired surface roughness, wettability, bacterial adhesion, and mechanical properties and validated its performance using in vitro IV simulation. The results demonstrated that the bioinspired model replicates human skin textures with less than 7.5% error for surface roughness ranging from 0.05 μm to 6.3 μm. Wettability tests revealed that the artificial sebum application significantly reduced the static contact angles for deionized water and artificial sweat. Comprehensive mechanical testing revealed material high elasticity and resilience, suitable for dynamic biomedical applications. Bacterial adhesion studies using Staphylococcus epidermidis showed varying adhesion patterns influenced by surface roughness, highlighting the potential for material texture to impact infection risk. In IV therapy simulations, we observed bacterial growth dynamics over the incubation period. Our findings suggest that Ecoflex-based skin-like replicas can serve as a valuable tool for developing and testing new catheters, while the potential for use in other medical innovation devices, including wearable sensing devices, ultimately contributes to improved patient outcomes and infection control strategies.

医療・健康
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