Νανοπλακίδια από γραφίτη που ενσωματώνονται σε πλαστικές επιφάνειες ιατρικών συσκευών μπορούν να αποτρέψουν μολύνσεις, σκοτώνοντας το 99,99% των βακτηρίων που επιχειρούν να προσκολληθούν, σύμφωνα με έρευνα από το Chalmers University of Technology στη Σουηδία, που δημοσιεύτηκε στο Small.
Η συγκεκριμένη ανακάλυψη μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για να λυθεί ένα πρόβλημα που επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους, κοστίζει χρόνο και χρήμα και έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της αντίστασης απέναντι στα αντιβιοτικά.
Κάθε χρόνο πάνω από τέσσερα εκατομμύρια άνθρωποι στην Ευρώπη επηρεάζονται από μολύνσεις που προκύπτουν κατά τη διάρκεια ιατρικών διαδικασιών, σύμφωνα με το ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control). Πολλές από αυτές είναι βακτηριακές μολύνσεις που αναπτύσσονται σε ιατρικές συσκευές και εμφυτεύματα εντός του σώματος, όπως καθετήρες, προσθετικά γοφών και γονάτων, οδοντιατρικά εμφυτεύματα κ.α.
«Σκοπός της έρευνάς μας είναι η ανάπτυξη αντιβακτηριακών επιφανειών που μπορούν να μειώσουν τον αριθμό των μολύνσεων και την επακόλουθη ανάγκη για αντιβιοτικά, και στις οποίες τα βακτήρια δεν μπορούν να αναπτύξουν αντίσταση. Έχουμε τώρα δείξει πως ειδικές επιφάνειες που σχηματίζονται από ένα μείγμα νανοπλακών πολυαιθυλενίου και γραφίτη μπορούν να σκοτώνουν το 99,99% των βακτηρίων που προσπαθούν να προσκολληθούν στην επιφάνεια» είπε ο Σαντός Παντίτ, μεταδιδακτορικός ερευνητής στην ομάδα του καθηγητή Ιβάν Μιγιάκοβιτς στο σουηδικό πανεπιστήμιο.
Οι μολύνσεις στα εμφυτεύματα προκαλούνται από βακτήρια που ταξιδέουν ανά το σώμα σε υγρά όπως το αίμα, αναζητώντας μια επιφάνεια για να προσκολληθούν. Όταν επικαθήσουν σε κατάλληλη επιφάνεια, αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται και σχηματίζουν ένα βιοφίλμ- μια βακτηριακή επικάλυψη.
Προηγούμενες μελέτες από ερευνητές του πανεπιστημίου είχαν δείξει πώς νιφάδες γραφενίου που τοποθετούνταν στην επιφάνεια ενός εμφυτεύματος μπορούσαν να σχηματίσουν μια προστατευτική επικάλυψη, καθιστώντας αδύνατον να επικαθήσουν βακτήρια- σαν καρφιά σε κτίρια που εμποδίζουν τα πουλιά να φτιάχνουν φωλιές. Οι νιφάδες προκαλούν ζημιά στην κυτταρική μεμβράνη, σκοτώνοντας το βακτήριο. Ωστόσο η παραγωγή αυτών των νιφάδων είναι δαπανηρή και προς το παρόν όχι βιώσιμη για μαζικής κλίμακας παραγωγή.
«Ωστόσο τώρα καταφέραμε τα ίδια αντιβακτηριακά αποτελέσματα, μα χρησιμοποιώντας σχετικά φθηνές νανοπλάκες γραφίτη, αναμεμειγμένες με ένα πολύ πολύπλευρο πολυμερές. Το πολυμερές, ή πλαστικό, δεν είναι εγγενώς συμβατό με τις νανοπλάκες γραφίτη, αλλά με τεχνικές παρασκευής πλαστικού επιτύχαμε στη διαμόρφωση μιας μικροδομής του υλικού...προκειμένου να επιτύχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα. Και τώρα έχει μεγάλες δυνατότητες για έναν αριθμό βιοϊατρικών εφαρμογών» είπε ο Ρόλαντ Καντάρ, επίκουρος καθηγητής του τμήματος Επιστημών Υλικών και Βιομηχανίας στο Chalmers.
Οι νανοπλακέτες αποτρέπουν τη βακτηριακή μόλυνση, μα δεν προκαλούν ζημιά στα υγιή ανθρώπινα κύτταρα. Τα ανθρώπινα κύτταρα είναι περίπου 25 φορές μεγαλύτερα από βακτήρια, οπότε ενώ τα νανοσωματίδια γραφίτη σκίζουν και σκοτώνουν τα βακτήρια, δεν προκαλούν βλάβη στα ανθρώπινα κύτταρα.
Η συγκεκριμένη ανακάλυψη μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για να λυθεί ένα πρόβλημα που επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους, κοστίζει χρόνο και χρήμα και έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της αντίστασης απέναντι στα αντιβιοτικά.
Κάθε χρόνο πάνω από τέσσερα εκατομμύρια άνθρωποι στην Ευρώπη επηρεάζονται από μολύνσεις που προκύπτουν κατά τη διάρκεια ιατρικών διαδικασιών, σύμφωνα με το ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control). Πολλές από αυτές είναι βακτηριακές μολύνσεις που αναπτύσσονται σε ιατρικές συσκευές και εμφυτεύματα εντός του σώματος, όπως καθετήρες, προσθετικά γοφών και γονάτων, οδοντιατρικά εμφυτεύματα κ.α.
«Σκοπός της έρευνάς μας είναι η ανάπτυξη αντιβακτηριακών επιφανειών που μπορούν να μειώσουν τον αριθμό των μολύνσεων και την επακόλουθη ανάγκη για αντιβιοτικά, και στις οποίες τα βακτήρια δεν μπορούν να αναπτύξουν αντίσταση. Έχουμε τώρα δείξει πως ειδικές επιφάνειες που σχηματίζονται από ένα μείγμα νανοπλακών πολυαιθυλενίου και γραφίτη μπορούν να σκοτώνουν το 99,99% των βακτηρίων που προσπαθούν να προσκολληθούν στην επιφάνεια» είπε ο Σαντός Παντίτ, μεταδιδακτορικός ερευνητής στην ομάδα του καθηγητή Ιβάν Μιγιάκοβιτς στο σουηδικό πανεπιστήμιο.
Οι μολύνσεις στα εμφυτεύματα προκαλούνται από βακτήρια που ταξιδέουν ανά το σώμα σε υγρά όπως το αίμα, αναζητώντας μια επιφάνεια για να προσκολληθούν. Όταν επικαθήσουν σε κατάλληλη επιφάνεια, αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται και σχηματίζουν ένα βιοφίλμ- μια βακτηριακή επικάλυψη.
Προηγούμενες μελέτες από ερευνητές του πανεπιστημίου είχαν δείξει πώς νιφάδες γραφενίου που τοποθετούνταν στην επιφάνεια ενός εμφυτεύματος μπορούσαν να σχηματίσουν μια προστατευτική επικάλυψη, καθιστώντας αδύνατον να επικαθήσουν βακτήρια- σαν καρφιά σε κτίρια που εμποδίζουν τα πουλιά να φτιάχνουν φωλιές. Οι νιφάδες προκαλούν ζημιά στην κυτταρική μεμβράνη, σκοτώνοντας το βακτήριο. Ωστόσο η παραγωγή αυτών των νιφάδων είναι δαπανηρή και προς το παρόν όχι βιώσιμη για μαζικής κλίμακας παραγωγή.
«Ωστόσο τώρα καταφέραμε τα ίδια αντιβακτηριακά αποτελέσματα, μα χρησιμοποιώντας σχετικά φθηνές νανοπλάκες γραφίτη, αναμεμειγμένες με ένα πολύ πολύπλευρο πολυμερές. Το πολυμερές, ή πλαστικό, δεν είναι εγγενώς συμβατό με τις νανοπλάκες γραφίτη, αλλά με τεχνικές παρασκευής πλαστικού επιτύχαμε στη διαμόρφωση μιας μικροδομής του υλικού...προκειμένου να επιτύχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα. Και τώρα έχει μεγάλες δυνατότητες για έναν αριθμό βιοϊατρικών εφαρμογών» είπε ο Ρόλαντ Καντάρ, επίκουρος καθηγητής του τμήματος Επιστημών Υλικών και Βιομηχανίας στο Chalmers.
Οι νανοπλακέτες αποτρέπουν τη βακτηριακή μόλυνση, μα δεν προκαλούν ζημιά στα υγιή ανθρώπινα κύτταρα. Τα ανθρώπινα κύτταρα είναι περίπου 25 φορές μεγαλύτερα από βακτήρια, οπότε ενώ τα νανοσωματίδια γραφίτη σκίζουν και σκοτώνουν τα βακτήρια, δεν προκαλούν βλάβη στα ανθρώπινα κύτταρα.
