علماء يبتكرون مسامير من التيتانيوم لمنع العدوى بعد عمليات الزرع

[إعلان 1]

قام الدكتور لي هوانج فوك (30 عامًا) وزملاؤه في جامعة RMIT (أستراليا) بإنشاء نموذج من المسامير المجهرية المحفورة على غرسات التيتانيوم لحماية المرضى من البكتيريا والفطريات دون الحاجة إلى الأدوية.

منذ عام ٢٠٢٠، يُجري العلماء أبحاثًا حول التفاعلات السطحية بين سلالات مختلفة من الفطريات الضارة على المواد النانوية. وقد أظهرت أبحاث جديدة أن الأسطح الخشنة ذات الهياكل المجهرية المستوحاة من الأشواك المضادة للبكتيريا على أجنحة الحشرات (مثل الزيز واليعسوب) تُكافح بفعالية الجراثيم المقاومة للأدوية، بما في ذلك الفطريات. نُشر هذا العمل في مجلة Advanced Materials Interfaces في أوائل سبتمبر. ثم سعى فريق العلماء أيضًا إلى تصميم أشواك دقيقة من التيتانيوم لحماية المرضى من البكتيريا والفطريات دون الحاجة إلى أدوية.

مجموعة أبحاث المواد الميكانيكية المضادة للبكتيريا متعددة الوظائف (من اليسار إلى اليمين): دنفر لينكليتر، لي هوانغ فوك، إيلينا إيفانوفا، أرتورو أبورتو-ميدينا، كارولين دي سوزا. الصورة: جامعة RMIT — مجموعة أبحاث المواد الميكانيكية المضادة للبكتيريا متعددة الوظائف (من اليسار إلى اليمين): دنفر لينكليتر، لي هوانغ فوك، إيلينا إيفانوفا، أرتورو أبورتو-ميدينا، كارولين دي سوزا. الصورة: *جامعة RMIT*

يركز نهج الفريق على القضاء على الكائنات الدقيقة عند ملامستها، مما يحد من التدخل الكيميائي. أجرى فوك وعضو الفريق الدكتور دنفر لينكليتر تجارب على عدة أسطح أسطوانية مجهرية من التيتانيوم.

تم وضع المسامير المصممة خصيصًا، والتي تساوي في ارتفاعها خلية بكتيرية، على سطح غرسات التيتانيوم وتم اختبارها لمعرفة مدى فعاليتها في قتل المبيضات المقاومة للأدوية المتعددة، وهي فطريات قاتلة محتملة تسبب واحدة من كل عشرة عدوى مكتسبة من الأجهزة الطبية في المستشفيات.

نتيجةً لذلك، تستطيع أشواك التيتانيوم الصغيرة تدمير حوالي نصف الخلايا الضارة عند ملامستها. أما الخلايا الفطرية المتبقية، فلا تعود قادرة على البقاء بسبب التلف، ولا يمكنها التكاثر أو التسبب في العدوى.

خلية كانديدا سليمة على سطح تيتانيوم مصقول (يسار) وخلية كانديدا ممزقة على سطح تيتانيوم مسنن بدقة (يمين). — خلية كانديدا سليمة على سطح تيتانيوم مصقول (يسار) وخلية كانديدا مكسورة على سطح تيتانيوم مُسنّن (يمين). الصورة: *فريق البحث*

وفقًا للدكتور دنفر لينكليتر، أظهر تحليل أيض البروتين أن خلايا المبيضات البيضاء التالفة قد تعرضت لتثبيط أيضي شديد لمدة تصل إلى سبعة أيام، مما منعها من التكاثر والموت في النهاية. أما الخلايا المتبقية، فلم تعد قادرة على البقاء على قيد الحياة، وستتوقف عن العمل (ما يُسمى موت الخلايا المبرمج).

قالت البروفيسورة إيلينا إيفانوفا، وهي واحدة من أوائل من درسوا القدرة على قتل البكتيريا على أجنحة الحشرات: "يوضح هذا الاكتشاف كيف يمكن للأسطح المضادة للفطريات المصممة هندسيًا أن تمنع تكوين الأغشية الحيوية من الخميرة الخطيرة المقاومة للأدوية المتعددة".

صرح الدكتور فوك بأن مسامير التيتانيوم الدقيقة في مرحلة اختبار الجدوى. ويهدف الفريق أيضًا إلى اختبار خصائص هذا النموذج المضادة للفطريات ضد سلالات مختلفة من الكائنات الدقيقة لتحسين حجم المسامير الدقيقة لتحقيق فعالية مثالية في مكافحة الميكروبات والبكتيريا.

نهو كوينه

[إعلان 2]
رابط المصدر