طريقة مبتكرة قد تمنع عدوى مجرى الدم

قام باحثون بتطوير مركز قسطرة كهروكيميائي يمكن أن يساعد يومًا ما في منع التهابات مجرى الدم المرتبطة بالقسطرة المركزية، التي تقتل الآلاف من الناس سنويًا في جميع أنحاء العالم.

وفي تقرير نشر في مجلة التكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية، أظهر الباحثون أن مركز القسطرة الإلكترونية الخاص بهم أظهر "نشاطًا مضادًا للميكروبات بشكل كبير"، حيث قتل نوعًا شائعًا من البكتيريا المسؤولة عن عدوى المستشفيات.

قال هالوك بينال، المؤلف المشارك في الدراسة: "كانت فكرتنا إنتاج حمض الهيبوكلوروس، وهو مطهر شائع، بتركيز منخفض جدًا للوقاية من عدوى CLABSI، وقد أدى ذلك إلى القضاء على العدوى".

القسطرة الوريدية المركزية

تعتبر القسطرة الوريدية المركزية، وهي عبارة عن أنابيب مرنة تستخدم في العديد من الإجراءات الطبية لإعطاء السوائل أو الأدوية، مسؤولة عن حوالي 20% من التهابات مجرى الدم.

في حين تسعى المستشفيات غالبًا إلى الوقاية من العدوى باتباع بروتوكولات دقيقة واستخدام المضادات الحيوية الوقائية، إلا أن القسطرة قد تُشكل بيئة خصبة لتكاثر البكتيريا، بما في ذلك الأنواع المقاومة للمضادات الحيوية.

ويمكن للأشخاص الذين يتعاملون مع القسطرة أن ينقلوا مسببات الأمراض بسهولة عند توصيلها أو فصلها من محاورها، ويزداد خطر العدوى لدى المرضى الذين يخضعون لقسطرة مطولة.

يمكن أن تصبح عدوى مجرى الدم خطيرة، مما يؤدي إلى تعفن الدم، والذي يسبب آلاف الوفيات سنويا وهو أحد الأسباب الرئيسية للوفاة في العديد من بلدان أمريكا الشمالية وأوروبا.

خلال جائحة كوفيد-19، ارتفعت معدلات الإصابة بالتهابات الجهاز التنفسي العلوي (CLABSI) بأكثر من 50%، وكانت هذه الالتهابات سببًا رئيسيًا في زيادة الوفيات، بمعنى آخر، كانت بعض الوفيات بسبب التهابات الجهاز التنفسي العلوي (CLABSI).

ويعمل باحثو جامعة ولاية واشنطن منذ عدة سنوات على استخدام التيار الكهربائي لإنشاء مطهر مستمر للوقاية من العدوى وعلاجها.

قال بينال: "كان التحدي الرئيسي هو مدى قدرتنا على جعله صالحًا للاستخدام، ومدى قدرتنا على السيطرة عليه، كنا بحاجة إلى إنتاج تركيز منخفض دون التسبب في سمية، مع القضاء على مسببات الأمراض".

استخدم الباحثون الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء مركز قسطرة، ثم دمجوا أجهزة إلكترونية صغيرة قابلة للارتداء تعمل بالبطاريات، تتحكم في الأقطاب الكهربائية لإنتاج تفاعل كهروكيميائي. الأقطاب الكهربائية عبارة عن أسلاك دقيقة مصنوعة من الذهب أو التيتانيوم.

عند إضافة طاقة كهربائية مُتحكم بها إلى الأقطاب الكهربائية، يحدث تفاعل، يُحوّل الماء المالح في مركز القسطرة إلى حمض هيبوكلوروس، وهو مُطهر قاتل للبكتيريا.

عند استخدام نظام محور القسطرة، يجب دائمًا ملؤه بمحلول يحتوي عادةً على كلوريد الصوديوم (الملح)، كما قال بينال.

وأضاف: "نحن ببساطة نستخدم الكلوريد الموجود في كلوريد الصوديوم ."

يُستخدم حمض الهيبوكلوروس بشكل شائع في منتجات التنظيف، بما في ذلك بعض معقمات اليدين. كما يُنتَج طبيعيًا بواسطة خلايا الدم البيضاء لدى الأشخاص الأصحاء لمحاربة البكتيريا والفطريات والفيروسات.

بدلًا من استخدام معقم اليدين مرة واحدة، يُمكن لمركز القسطرة الإلكترونية إنتاج المطهر باستمرار.

أظهر الباحثون أن محور القسطرة الإلكترونية يقضي على نوع شائع من البكتيريا المسببة لالتهابات الدم، وقد ثبت أن الأقطاب الكهربائية المعتمدة على الذهب هي الأنسب للحفاظ على إنتاج ثابت لحمض الهيبوكلوروز والقضاء المستمر على البكتيريا.

وقال ماجد القرهي، المؤلف الأول في الدراسة: "لقد اخترنا هذا النوع من البكتيريا (للاختبار) بسبب مقاومته للعديد من المضادات الحيوية، وانتشاره على نطاق واسع في قسطرة الوريد المركزي، وقدرته على البقاء على أسطح ومعدات المستشفيات لفترات طويلة".

سيختبر الباحثون قريبًا محور القسطرة على الحيوانات ومع أنواع أخرى من العدوى البكتيرية وبمستويات أعلى، كما يبحثون في أقصى تركيز للمطهر يمكن إنتاجه للقضاء على البكتيريا دون التسبب في أي ضرر جسدي.

وأضاف القرحي: "القسطرة هي بمثابة بوابة مباشرة إلى مجرى الدم، لذا يتعين علينا التأكد من أن كل شيء آمن".