Vědci vytvářejí titanové hroty, které zabraňují infekci po implantátech

Dr. Le Hoang Phuc (30 let) a jeho kolegové z Univerzity RMIT (Austrálie) vytvořili model mikroskopických hrotů vyrytých do titanových implantátů, které chrání pacienty před bakteriemi a plísněmi bez nutnosti léků.

Od roku 2020 vědci provádějí výzkum povrchových interakcí mezi různými kmeny škodlivých hub na nanostrukturovaných materiálech. Nový výzkum prokázal, že drsné povrchy s mikroskopickými strukturami inspirovanými antibakteriálními hroty na křídlech hmyzu (cikády, vážky) účinně bojují proti superbakteriím rezistentním na léky, včetně hub. Práce byla publikována v časopise Advanced Materials Interfaces začátkem září. Skupina vědců se poté také snažila navrhnout titanové mikrohroty, které by chránily pacienty před bakteriemi a plísněmi bez nutnosti léků.

Výzkumná skupina pro multifunkční mechanické antibakteriální materiály (zleva doprava), Denver Linklater, Le Hoang Phuc, Elena Ivanova, Arturo Aburto-Medina, Karolline De Sousa. Foto: Univerzita RMIT

Přístup týmu se zaměřuje na eliminaci mikroorganismů při kontaktu, čímž se omezuje chemický zásah. Phuc a člen týmu Dr. Denver Linklater experimentovali s několika mikroskopickými povrchy titanových válců.

Speciálně navržené hroty, které mají stejnou výšku jako bakteriální buňka, byly aplikovány na povrch titanových implantátů a testovány na jejich účinnost při hubení multirezistentní Candidy, potenciálně smrtelné houby, která způsobuje jednu z deseti nozokomiálních infekcí zdravotnických prostředků.

Výsledkem je, že drobné titanové hroty dokáží při kontaktu zničit asi polovinu škodlivých buněk. Zbývající plísňové buňky již nejsou schopny přežít kvůli poškození a nemohou se rozmnožovat ani způsobovat infekci.

Neporušená buňka Candida na leštěném titanovém povrchu (vlevo) a rozbitá buňka Candida na titanovém povrchu s mikrohroty (vpravo). Foto: Výzkumný tým

Podle Dr. Denvera Linklatera analýza metabolismu proteinů ukázala, že poškozené buňky Candida albicans byly po dobu až 7 dnů značně metabolicky inhibovány, což jim bránilo v reprodukci a nakonec v odumírání. Zbývající buňky již nebyly schopny přežít a přestaly fungovat (tzv. apoptóza neboli programovaná buněčná smrt).

„Tento objev ukazuje, jak uměle vytvořené antifungální povrchy mohou zabránit tvorbě biofilmů z nebezpečných, multirezistentních kvasinek,“ uvedla profesorka Elena Ivanovová, jedna z prvních, která studovala schopnost ničit bakterie na křídlech hmyzu.

Dr. Phuc uvedl, že titanové mikrohroty jsou ve fázi testování proveditelnosti. Tým si také klade za cíl otestovat protiplísňové vlastnosti tohoto modelu proti různým kmenům mikroorganismů, aby optimalizoval velikost mikrohrotů pro optimální antimikrobiální a antibakteriální účinnost.

Nhú Quynh

Zdrojový odkaz: https://vnexpress.net/nha-khoa-hoc-che-tao-gai-titan-ngan-nhiem-trung-sau-cay-ghep-4649502.html