Infeksi telinga tengah, juga dikenal sebagai otitis media, mempengaruhi lebih dari 80% anak-anak di AS. Dalam sebuah studi baru, para peneliti telah merancang perangkat cetak 3D mini untuk menonaktifkan Pseudomonas aeruginosa, bakteri umum yang menyebabkan infeksi.
Perangkat – array jet mikroplasma – menghasilkan plasma, yang terdiri dari partikel bermuatan dan molekul reaktif yang sebelumnya telah terbukti menonaktifkan berbagai patogen. “Ini adalah pertama kalinya seseorang mencoba mengobati infeksi telinga tengah menggunakan teknologi plasma,” kata Jungeun Won, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Boppart. “Biasanya, perawatannya melibatkan penggunaan antibiotik atau intervensi bedah.”
Masalah dengan penggunaan antibiotik ada dua. Pertama, antibiotik tidak efektif pada lebih dari 30% pasien dengan infeksi akut. Kedua, penggunaannya dapat menyebabkan peningkatan resistensi antibiotik karena bakteri membentuk biofilm — agregat yang menempel pada permukaan telinga.
“Biofilm sangat padat, sehingga sulit bagi antibiotik untuk menembus,” kata Helen Nguyen (IGOH), Profesor Ivan Racheff di Teknik Sipil dan Lingkungan. “Ide kami adalah jika kami dapat mengganggu struktur biofilm, kami dapat meningkatkan penetrasi antibiotik.”
Para peneliti menguji mikroplasma jet array dengan membangun model telinga tengah. Mereka menggunakan gendang telinga tikus yang dipotong dan menguji efek antimikroba dari mikroplasma pada bakteri yang terletak di belakang gendang telinga.
“Kami menggunakan durasi waktu yang berbeda untuk perawatan dan menemukan bahwa 15 menit dan lebih lama efektif dalam menonaktifkan bakteri,” kata Won. “Kami juga memantau jaringan untuk melihat apakah kami telah membuat lubang atau pecah, tetapi kami tidak menemukan kerusakan fisik yang jelas.”
“Kami berpikir bahwa mikroplasma mengganggu biofilm dengan mengganggu membran sel bakteri,” kata Nguyen. “Sejauh ini, kami hanya memiliki pengukuran tidak langsung yang mendukung ide kami, tetapi kami akan memeriksanya di masa depan.”
Meskipun ketebalan gendang telinga tikus 30% lebih rendah dari manusia, yaitu sekitar lebar sehelai rambut, hasilnya menunjukkan bahwa pengobatan mikroplasma dapat digunakan untuk mengobati infeksi telinga tengah pada manusia.
“Infeksi telinga tengah dan resep antibiotik yang berlebihan untuk mengobatinya adalah tantangan klinis utama yang membutuhkan teknologi dan solusi pengobatan baru,” kata Stephen Boppart, Ketua Grainger Distinguished in Engineering, yang juga seorang dokter medis.
Para peneliti sekarang merancang jet array berbentuk earbud yang lebih kecil untuk perawatan yang memungkinkan waktu pemaparan lebih lama. Mereka juga akan menguji perangkat pada model hewan menggunakan biofilm dari bakteri lain yang menyebabkan infeksi telinga tengah, termasuk, namun tidak terbatas pada, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, dan Moraxella catarrhalis, untuk menguji apakah pengobatan tersebut juga efektif dengan bakteri ini. Selain itu, para peneliti akan memantau secara dekat jaringan telinga tengah untuk memastikan tidak ada kerusakan jaringan struktural dan fungsional dari teknologi plasma.
