Ploniausia pasaulyje medžiaga gali užkirsti kelią implanto infekcijai
Vos vieno atomo storio grafenas yra ploniausia medžiaga, kurią žino žmogus. Dėl didelio laidumo grafenas galėjo būti naudojamas įvairiuose elektroniniuose prietaisuose, pavyzdžiui, telefono ekranuose ir įkrovikliuose. Nauji tyrimai papildo medžiagos panaudojimo sąrašą, nes nustatyta, kad plonas grafeno sluoksnis turi antibakterinį poveikį.
Grafenas buvo rastas 2002 m., Kai mikroskopiškai plonų medžiagų ekspertas nusprendė eksperimentuoti su labai plonais anglies sluoksniais.
Gauta "supermedžiaga" dabar žinoma kaip viena stipriausių medžiagų pasaulyje - iš tikrųjų ji yra 200 kartų stipresnė už plieną - ir ploniausia.
Gaminamas kaip dribsniai ar plėvelės, grafenas yra laidesnis elektrai nei varis.
Anksčiau tyrėjai bandė išplėsti grafeno dribsnius vertikaliai, siekdami išplėsti jo taikymą.
Nors grafeno struktūrizavimas kaip vertikalus „smaigalys“ pats savaime nėra novatoriškas, Chalmerso technologijos universiteto Geteborge (Švedija) mokslininkai pirmieji parodė, kad dribsnių padėjimas vertikaliai naikina bakterijas ir apsaugo nuo infekcijų chirurginiame implante.
Rezultatai, kurie dabar paskelbti žurnale Pažangių medžiagų sąsajos - yra ypač reikšmingos, atsižvelgiant į tai, kad ankstesni tyrimai davė prieštaringų rezultatų, kai kurie tyrimai parodė, kad jie sunaikina bakterijas, o kiti palieka nepažeistas.
„Mes išsiaiškinome, kad pagrindinis parametras yra grafeno orientavimas vertikaliai“, - sako vienas iš atitinkamų tyrimų autorius Ivanas Mijakovičius, Chalmerso technologijos universiteto Biologijos ir biologinės inžinerijos katedros profesorius. "Jei jis yra horizontalus, bakterijos nėra pažeistos", - paaiškina jis.
Kuo grafenas gali būti naudingas implantams?
Pasak Maisto ir vaistų administracijos (FDA), medicininiai implantai yra „prietaisai ar audiniai, dedami kūno viduje arba ant paviršiaus“. Kai kurie iš šių implantų gali pakeisti kūno dalis, pavyzdžiui, klubo ar kelio protezavimą, arba jie gali tiesiog palaikyti gerą kitų organų veiklą.
FDA įspėja, kad infekcijos dažnai lydi implantus, ypač iškart po operacijos. Nors paprastai tokias infekcijas galima gydyti tinkamais vaistais, kai kuriais atvejais implantas turi būti visiškai pašalintas.
Tačiau naujasis tyrimas rodo, kad grafeno dribsnių padėjimas vertikaliai ant implanto paviršiaus suformuoja „smailų“ apsauginį skydą, kuris supjausto bakterijas ir neleidžia joms prisitvirtinti.
Svarbu tai, kad šis apsauginis sluoksnis nekenkia žmogaus ląstelėms; žmogaus ląstelės yra 25 kartus didesnės nei bakterijos. Žemiau pateiktame vaizdo įraše išsamiau paaiškinta, kaip veikia grafeno šuoliai.
„Grafenas turi daug galimybių pritaikyti sveikatą“, - sako tyrimo autorė Jie Sun, Chalmerso technologijos universiteto Mikrotechnikos ir nanomokslų katedros docentė.
Implantų atmetimo rizikos sumažinimas, antibiotikų nebereikalingumas ir apsauga nuo infekcijos yra tik keletas iš šių programų.
Tačiau jis perspėja: „Norint teigti, kad [grafenas] yra visiškai saugus, reikia atlikti daugiau tyrimų. Be kita ko, žinome, kad grafenas lengvai nesuyra “.
„Mes norime užkirsti kelią bakterijoms kurti infekciją. Priešingu atveju jums gali prireikti antibiotikų, kurie gali sutrikdyti normalių bakterijų pusiausvyrą ir padidinti patogenų atsparumo antimikrobinėms medžiagoms riziką “.
Pirmojo tyrimo autorius Santoshas Panditas, Chalmerso technologijos universiteto Biologijos ir biologinės inžinerijos katedra
