Les chercheurs de la Washington State University et Mayo Clinic ont développé un centre de cathéter électrochimique qui pourrait un jour aider à empêcher les infections mortelles de la circulation sanguine associée à la ligne centrale (CLABSIS) qui tuent chaque année des milliers de personnes dans le monde.
Rapport dans le journal Biotechnologie et bio-ingénierieles chercheurs ont montré que leur hub de catheter électronique présentait « une activité antimicrobienne significative », « tuant un type commun de bactéries responsable des infections hospitalières.
« Notre idée était de produire de l’acide hypochlore, un désinfectant commun, à une très faible concentration pour empêcher le clabsi. Il a éliminé l’infection », a déclaré Haluk Beyenal, professeur dans le Gene et Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioensineering and Author correspondant sur le journal.
Les cathéters veineux centraux, les tubes flexibles qui sont utilisés dans de nombreuses procédures médicales pour administrer des liquides ou des médicaments, sont responsables d’environ 20% des infections sanguines.
Alors que les hôpitaux essaient souvent d’empêcher les infections par des protocoles minutieux et des antibiotiques préventifs, les cathéters peuvent toujours être un terrain de reproduction pour les bactéries, y compris des variétés résistantes aux antibiotiques. Les personnes manipulant les cathéters peuvent facilement introduire des agents pathogènes lorsqu’ils sont connectés ou déconnectés à leurs centres, et le danger d’infection augmente pour les patients qui ont un cathétérisme prolongé.
Les infections dans la circulation sanguine peuvent devenir graves, conduisant à une septicémie, ce qui provoque des milliers de morts par an et est l’une des principales causes de décès dans plusieurs pays nord-américains et européens.
« Au cours de Covid-19, les taux de CLABSI ont augmenté de plus de 50% et les CLABSIS ont été un contributeur important à une mortalité accrue. En d’autres termes, certaines des mortalités étaient dues à CLABSI », a déclaré Beyenal.
Les chercheurs de la WSU travaillent depuis plusieurs années pour utiliser le courant électrique pour créer un désinfectant continu pour prévenir et traiter les infections.
« Le principal défi était de savoir si nous pouvions le rendre utilisable et si nous pouvions le contrôler », a déclaré Beyenal. « Nous devions générer une faible concentration sans générer de toxicité mais éradication des agents pathogènes. »
Les chercheurs ont utilisé l’impression 3D pour créer un concentrateur de cathéter, puis ont incorporé une petite électronique portable alimentée par batterie qui contrôle les électrodes pour produire une réaction électrochimique. Les électrodes sont de minuscules fils en or ou en titane. Lorsque de la puissance électrique contrôlée est ajoutée aux électrodes, une réaction se produit, convertissant l’eau salée dans le moyeu de cathéter en acide hypochlore, le désinfectant tuant les bactéries.
« Lorsque vous utilisez un système de moyeu de cathéter, vous devez toujours le remplir d’une solution qui comprend généralement du chlorure de sodium (sel) », a déclaré Beyenal. « Nous utilisons simplement le chlorure dans le chlorure de sodium. »
L’acide hypochloreux est couramment utilisé dans les produits de nettoyage, y compris dans certains désinfectants pour les mains. Il est également produit naturellement par des globules blancs de personnes en bonne santé pour lutter contre les bactéries, les champignons et les virus. Au lieu d’une application que l’on pourrait utiliser avec un désinfectant pour les mains, le Hub E-Catheter est capable de produire continuellement le désinfectant.
Les chercheurs ont montré que le hub des cathets en ligne avait tué une variété d’une bactérie courante qui provoque des infections sanguines. Les électrodes à base d’or ont mieux fonctionné pour maintenir une production régulière d’acide hypochlore et une mise à mort continue des bactéries.
« Nous avons choisi ce type de bactéries (pour tester) en raison de sa résistance à plusieurs antibiotiques, de sa présence répandue dans les cathéters veineux centraux et de sa capacité à persister sur les surfaces et l’équipement de l’hôpital pendant de longues périodes », a déclaré Majid Al-Qurahi, premier auteur sur le journal et un étudiant diplômé de l’école scolaire.
Les chercheurs testeront bientôt le centre de cathéter chez les animaux et avec d’autres variétés d’infection bactérienne et à des niveaux plus élevés. Ils étudient également la concentration maximale de désinfectant qu’ils peuvent produire pour tuer les bactéries sans causer de lésions corporelles.
« Le cathéter est comme une passerelle directe vers la circulation sanguine, nous devons donc nous assurer que tout est sûr », a déclaré Al-Qurahi.
