Nueva técnica para tratar las infecciones del audición medio

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Las infecciones del oído medio, también conocidas como otitis media, afectan a más del 80 por ciento de los niños en los Estados Unidos. En un nuevo estudio, los investigadores han diseñado un dispositivo impreso en 3D en miniatura para inactivar Pseudomonas aeruginosa, una bacteria común que causa infecciones.

El dispositivo, un microplasma de matriz de chorro, genera plasma, que está compuesto por partículas cargadas y moléculas reactivas que previamente se ha demostrado que inactivan varios patógenos. “Esta es la primera vez que alguien ha intentado curar las infecciones del oído medio utilizando tecnología de plasma”, dijo Jungeun Won, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Boppart. “Por lo general, el tratamiento implica el uso de antibióticos o cirugía”.

El problema con el uso de antibióticos es doble. Primero, los antibióticos son ineficaces en más del 30% de los pacientes con infecciones agudas. En segundo lugar, su uso puede aumentar la resistencia a los antibióticos porque las bacterias forman biopelículas, agregados que se adhieren a la superficie del oído.

“Las biopelículas son muy densas, lo que dificulta la penetración de los antibióticos”, dijo Helen Nguyen (IGOH), profesora de ingeniería civil y ambiental de Ivan Racheff. “Nuestra idea era que si podíamos alterar la estructura de la biopelícula, podríamos aumentar la penetración de los antibióticos”.

Los investigadores probaron el microplasma jet array construyendo un modelo del oído medio. Utilizaron un tímpano de rata extirpado y probaron los efectos antimicrobianos del microplasma en las bacterias detrás del tímpano.

“Usamos diferentes tiempos de tratamiento y descubrimos que 15 minutos y más eran efectivos para inactivar bacterias”, dijo Won. “También monitoreamos la tela para ver si teníamos agujeros o roturas, pero no encontramos ningún daño físico obvio”.

“Creemos que el microplasma destruye la biopelícula al alterar la membrana celular bacteriana”, dijo Nguyen. “Hasta ahora, solo tenemos mediciones indirectas para respaldar nuestra idea, pero la analizaremos en el futuro”.

Aunque el grosor del tímpano de rata es un 30% menor que el de un humano, que es aproximadamente el ancho de un mechón de cabello, los resultados sugieren que el tratamiento con microplasmas podría usarse para tratar las infecciones del oído medio en seres humanos.

“Las infecciones del oído medio y la prescripción excesiva de antibióticos para su tratamiento son desafíos clínicos importantes que requieren nuevas tecnologías y soluciones de tratamiento”, dijo Stephen Boppart, presidente distinguido de ingeniería de Grainger, que también es médico.

Los investigadores ahora están diseñando una matriz de chorro más pequeña con forma de casco para tratamientos que permitirá tiempos de exposición más largos. También probarán los dispositivos en modelos animales utilizando biopelículas de las otras bacterias que causan infecciones del oído medio, incluidas, entre otras, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae y Moraxella catarrhalis, para ver si el tratamiento también es eficaz con estas bacterias. Además, los investigadores controlarán de cerca los tejidos del oído medio para asegurarse de que no haya daños estructurales y funcionales en los tejidos causados ​​por la tecnología del plasma.

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