ביוסינתזה מהונדסת של חומצה היאלורונית ב‑Corynebacterium glutamicum וסינתזה ירוקה של ננו‑קומפוזיטים של חומצה היאלורונית‑כסף עבור תחבושות פצעים אנטימיקרוביאליות מתקדמות

מדוע תחבושות חדשות חשובות

פצעים פתוחים, במיוחד כוויות גדולות וחתכים ניתוחיים, הם שערים לחיידקים מסוכנים. רבים מהחיידקים האלה כבר אינם מגיבים לאנטיביוטיקות הנפוצות, מה שהופך זיהומים לקשים ויקרים יותר לטיפול. המחקר הזה בוחן סוג חדש של תחבושת חכמה העשויה מסיבים דקיקים במיוחד. היא משלב רכיבים טבעיים שכבר נמצאים בשימוש רפואי עם חלקיקי כסף זעירים ליצירת תחבושת שיכולה לעזור לרקמה להתחדש וללחום בחלק מהחיידקים המזיקים.

להפוך מיקרובים ידידותיים למפעלים זעירים

אחד המרכיבים המרכזיים בתחבושות אלה הוא חומצה היאלורונית, חומר דמוי סוכר הנמצא באופן טבעי בעור ובמפרקים שלנו, ומשמש לשימור לחות וגמישות הרקמות. באופן מסורתי מפרסמים התעשייה חומר זה ממקורות חיידקיים שבחלקם עלולים לגרום למחלות. החוקרים במקום זאת השתמשו במיקרואורגניזם בטוח ומוכר בשם Corynebacterium glutamicum ומהנדסו אותו לייצור חומצה היאלורונית. על‑ידי כוונון מדויק של חומרי התזונה בגידול — ובעיקר מקורות חנקן ומלחים מינרליים — הם הגדילו את התפוקה של המיקרוב בכ‑כ‑רבע. בדיקות אישרו שלחומצה היאלורונית שהתקבלה יש גודל ותכונות כימיות המתאימות לשימושים רפואיים.

נתיב ירוק לעוזרים הכספיים זעירים

כאבשת כסף ידועה מזה זמן ביכולתה לעכב צמיחת חיידקים, אך הכנת ננוחלקיקי כסף לעיתים כרוכה בחומרים כימיים קשים. בעבודה זו השתמשה הצוות בחומצה ההיאלורונית שמיוצרת על‑ידי המיקרוב עצמה כסוכן מחזר עדין בסגנון צמחי, להמרת מלח כסף מומס לחלקיקים זעירים של כסף. הם ניסו ריכוזי כסף שונים ועקבו אחר יצירת החלקיקים לאורך הזמן באמצעות מדידות אופטיות. מצב הביצוע הטוב ביותר ייצר חלקיקים בממוצע קצת מתחת ל‑100 ננומטר בגודל — מספיק קטנים כדי ליצור אינטראקציה קרובה עם חיידקים, אך בעלי גודל יחסי אחיד שחשוב לביצועים צפויים.

סיבים חכמים — סיבוב לתחבושת

כדי להפוך את רכיבי הבנייה האלה לתחבושת ממשית, המדענים השתמשו בספיחה חשמלית (electrospinning), טכניקה שמושכת תערובת נוזלית לסיבים מוצקים דקיקים באמצעות שדה חשמלי חזק. הם ערבבו את תערובת חומצה היאלורונית‑חלקיקי הכסף עם פולימר תמיכה מסיס במים, לצד קולגן וכיטוזן — שני חומרים טבעיים הידועים כתומכי ריפוי ומציעים הגנה מסוימת מפני מזהמים. בתנאי סיבוב מיטביים נוצרו מחצלות של סיבים משולבים המזכירים את מסגרת הרקמה הטבעית של הגוף. תמונות מיקרוסקופ הראו שהסיבים היו בדרך כלל חלקים ורציפים, אם כי שינוי יחסי התערובת השפיע על עובי הסיבים ועל הופעתן של חרוזים קטנים ברשת.

כמה טוב זה נלחם בחיידקים ומגן על תאים

הצוות בדק את מחצלות הסיבים נגד שני חיידקים נפוצים בפצעים: Staphylococcus aureus, חיידק גרם‑חיובי שנמצא לעתים קרובות על העור, ו‑Escherichia coli, חיידק גרם‑שלילי המוגן טוב יותר על‑ידי ממברנה חיצונית נוספת. דיסקיות מהחומר החדש האטו באופן ברור את צמיחת S. aureus, במיוחד כאשר היו נוכחים המרכיבים של קומפוזיט הכסף, קולגן וכיטוזן בחלוקה שווה או עם מעט פחות קומפוזיט כסף. עם זאת, אותם ניסוחים לא השפיעו באופן ניכר על E. coli, מה שמדגיש עד כמה חלק מהחיידקים קשים יותר להגיע אליהם. בדיקות בטיחות על תאי עור עכבר הראו שאחרי יום של מגע ישיר עם התחבושות רוב התאים נשארו חיים — כ‑85% במתכון אחד וכ‑כ‑70% במתכון אחר — רמות שנחשבות בדרך כלל מקובלות לשלב ההתחלתי של חומרים ביולוגיים.

מה המשמעות העתידית של זה עבור תחבושות

לציבור הרחב, המסקנה היא שהחוקרים בנו תחבושת הוכחת‑קונספט שמשתמשת במיקרובים בטוחים לייצור רכיב מרכזי ומשתמשת ברכיב הזה ליצירת ננוחלקיקי כסף בדרך אקולוגית. כשהיא נארגת למחצלת סיבים דקיקה יחד עם קולגן וכיטוזן, החומר יכול גם לתמוך בריפוי העור וגם לעכב את צמיחת חיידק פצע משמעותי, Staphylococcus aureus, מבלי לפגוע בצורה קשה בתאים אנושיים בבדיקות ראשוניות. התחבושת עדיין אינה עוצרת חיידקים קשים יותר כמו E. coli, ונדרשים מחקרים נוספים בחיות ובמחקרים ארוכי‑טווח. עם זאת, הגישה מצביעה על כיוון לתחבושות פצעים ירוקות וממוקדות יותר שיכולות לסייע בהפחתת התלות באנטיביוטיקה מסורתית בטיפול בפציעות עור מזוהמות.

ציטוט: Nadali Hazaveh, M., Salehi, S., Talebi, M. et al. Engineered biosynthesis of hyaluronic acid in Corynebacterium glutamicum and green synthesis of HA-silver nanocomposites for advanced antimicrobial wound dressings. Sci Rep 16, 7910 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39148-5

מילות מפתח: תחבושת פצע אנטימיקרוביאלית, חומצה היאלורונית, ננוחלקיקי כסף, ננו‑סיבים בספיחה חשמלית, עמידות לאנטיביוטיקה