Les champs magnétiques alternatifs à haute fréquence peuvent aider à détruire les biofilms bactériens
Une courte exposition à un champ magnétique alternatif pourrait éventuellement remplacer plusieurs chirurgies et des semaines d'antibiotiques IV comme traitement pour les infections tenaces sur les articulations artificielles, suggèrent de nouvelles recherches.
Les chercheurs d’UT Southwestern Medical Center ont montré que les champs magnétiques alternatifs à haute fréquence - le même principe utilisé dans les tables de cuisson à induction - peuvent être utilisés pour détruire les bactéries qui sont enfermées dans un «biofilm» fluide poussant sur une surface métallique. Le biofilm est une collection de microorganismes qui se collent les uns aux autres ainsi qu'à diverses surfaces. Cet ensemble d'organismes et d'autres substances qui les entourent rend difficile pour les médicaments et les cellules immunitaires d'atteindre la bactérie.
La technologie développée par le Dr Rajiv Chopra et le Dr David Greenberg utilise cette méthode pour chauffer la surface des prothèses métalliques et détruire les biofilms bactériens. Leur travail figure dans les rapports scientifiques.
Lorsqu'un métal est en présence de champs magnétiques alternatifs (AMF), des courants électriques sont produits sur le métal, ce qui génère de la chaleur. Si la direction des champs magnétiques est rapidement basculée en va-et-vient (c.-à-d. Haute fréquence), les courants électriques ne circulent que le long du bord extérieur du métal, c'est-à-dire où se trouve le biofilm.
"C'était l'ampoule dans la conversation", a déclaré le Dr Chopra, Professeur agrégé de radiologie et Centre de recherche Advanced Imaging. "Vous avez un agent pathogène qui ne peut pas être traité avec des médicaments conventionnels. Vous avez un effet physique - le chauffage à la surface d'un métal - c'est souvent une complication pour les technologies d'imagerie telles que l'IRM. Nous avons pris deux choses qui sont des problèmes et , En les rassemblant, nous avons trouvé une solution. "
Le Dr Greenberg, professeur agrégé de médecine interne et de microbiologie, a déclaré que les infections liées au biofilm sont l'une des complications les plus graves des arthroplasties du genou et de la hanche, nécessitant souvent des interventions chirurgicales multiples. "Nous cherchions de meilleurs moyens de cibler et de traiter les biofilms. Notre idée était de mettre une bobine autour de l'articulation et d'exécuter un courant à travers elle pour créer des champs magnétiques alternatifs. Le tissu humain n'est pas conducteur mais le métal est donc que l'implant chauffer."
À l'aide de modèles de prothèses articulaires, les chercheurs ont montré que le chauffage de la surface métallique via les AMF a détruit le biofilm et a tué des bactéries. Ils ont testé plusieurs espèces de bactéries qui créent du biofilm sur les articulations artificielles, et le processus a fonctionné avec chaque type.
Une autre conclusion essentielle de leur travail est que le traitement AMF a augmenté l'efficacité du traitement antibiotique. "Pensez à la chaleur comme médicament pendant une minute", a déclaré le Dr Greenberg. «Parfois, dans les maladies infectieuses, nous voulons savoir si deux médicaments sont synergiques, ce qui signifie que l'un plus un est égal à quatre, ce qui est le cas de l'AMF et des antibiotiques. C'est important parce que si les traitements sont synergiques, vous pouvez utiliser des concentrations plus faibles de chacun, ce qui a des implications Pour la sécurité et le coût. "
Les tests de sécurité du modèle de souris indiquaient que des doses d'AMF de haute puissance et de courte durée minimisent les dommages causés par la chaleur aux tissus adjacents. Une puissance élevée atteint une température cible sur la surface de l'appareil métallique rapidement, avant qu'il y ait beaucoup de temps pour que la chaleur s'accumule dans les tissus environnants.
Chaque année, plus de 1 million de remplacements de genou et de hanche sont effectués aux États-Unis, et les chiffres devraient augmenter de façon spectaculaire au cours de la prochaine décennie avec la hausse des taux d'obésité et le vieillissement de la population.
Alors que les taux d'infection articulaire prothétique sont faibles, lorsqu'ils se produisent, ils sont exceptionnellement difficiles à traiter. Le traitement actuel d'une infection dans un genou prothétique implique l'élimination de l'articulation couverte par le biofilm, le placement d'un espaceur temporaire, un traitement de six semaines d'antibiotiques intraveineux, puis une deuxième chirurgie de remplacement du genou qui est plus complexe à effectuer que la chirurgie originale .
Les patients ne peuvent participer à des activités normales pendant des mois.
«Les infections articulaires periprothétiques sont une complication dévastatrice pour les patients et constituent un fardeau financier important pour notre système de soins de santé», a déclaré le chirurgien orthopédique, le Dr Kenneth Estrera, professeur adjoint à UT Southwestern. "La recherche du Dr Greenberg et du Dr Chopra peut conduire à une solution au problème le plus difficile dans la chirurgie d'arthroplastie articulaire".
Le travail futur comprend plus de tests de sécurité et d'efficacité sur le modèle animal.
