Металлические поверхности против бактерий
Бактериальные патогены могут жить на поверхности в течение нескольких дней. Что, если поверхности, к которым часто прикасаются, такие как дверные ручки, могут мгновенно убить их?
Инженеры Университета Пердью (Purdue University, USA) разработали метод лазерной обработки, который потенциально может превратить любую металлическую поверхность в смертельно опасную для бактерий, просто придав ей другую текстуру.
В исследовании, опубликованном в журнале Advanced Materials Interfaces, ученые продемонстрировали, что этот метод позволяет поверхности меди мгновенно уничтожать такие супербаги, как MRSA.
На фото: Университет Пердью (Purdue University, USA)
Техника лазерного текстурирования
«Медь использовалась в качестве антимикробного материала на протяжении веков. Но для того, чтобы естественные поверхности меди убивали бактерии, требуются часы. Мы разработали одностадийную технику лазерного текстурирования, которая эффективно улучшает бактериальные свойства поверхности меди», - сообщает доцент кафедры инженерии материалов Рахим Рахими.
Этот метод еще не приспособлен для уничтожения вирусов, таких как тот, который ответственен за пандемию COVID-19.
Однако после публикации этой работы команда Рахими начала тестировать эту технологию на поверхностях других металлов и полимеров, которые используются для снижения риска роста бактерий и образования биопленки на таких устройствах, как ортопедические имплантаты или носимые пластыри для хронических ран.
По словам Рахими, предоставление имплантатам антимикробной поверхности предотвратит распространение инфекции и устойчивости к антибиотикам, поскольку не будет необходимости в антибиотиках для уничтожения бактерий с поверхности имплантата.
Техника может применяться к металлическим сплавам, которые также обладают антимикробными свойствами.
Такие металлы, как медь, обычно имеют гладкую поверхность, что затрудняет уничтожение бактерий при контакте с металлом.
Техника, разработанная командой Рахими, использует лазер для создания наноразмерных структур на поверхности металла. Образцы создают грубую текстуру, которая увеличивает площадь поверхности и это дает больше возможностей для мгновенного уничтожения бактерий.
Наноразмерные структуры
Исследователи в прошлом использовали различные наноматериальные покрытия для усиления антимикробных свойств металлических поверхностей, но эти покрытия были склонны к выщелачиванию и могли быть токсичными для окружающей среды.
«Мы разработали надежный процесс, который избирательно генерирует микронные и наноразмерные структуры непосредственно на целевую поверхность, не изменяя объем медного материала», - сказал Рахими, чья лаборатория разрабатывает инновационные материалы и биомедицинские устройства для решения проблем здравоохранения.
Лазерное текстурирование имеет двойной эффект: техника не только улучшает прямой контакт, но и делает поверхность более гидрофильной. Для ортопедических имплантатов такая поверхность позволяет костным клеткам надежнее прикрепляться, улучшая то, насколько хорошо имплантат интегрируется с костью. Команда Рахими наблюдала этот эффект с клетками фибробластов.
Исследователи полагают, что из-за простоты и масштабируемости этой технологии ее можно легко внедрить в существующие процессы производства медицинского оборудования.
Источник:
Vidhya Selvamani, Amin Zareei, Ahmed Elkashif, Murali Kannan Maruthamuthu, Shirisha Chittiboyina, Davide Delisi, Zheng Li, Lirong Cai, Vilas G. Pol, Mohamed N. Seleem, Rahim Rahimi. Hierarchical Micro/Mesoporous Copper Structure with Enhanced Antimicrobial Property via Laser Surface Texturing. Advanced Materials Interfaces, 2020; 1901890 DOI: 10.1002/admi.201901890
Возможность Вечности - информация о научных достижениях в области продления и улучшения качества жизни.
Ранее мы писали про новый класс вкусовых рецепторов - опсины, а также про клетки RPE.