دانشمندان برای جلوگیری از عفونت پس از کاشت ایمپلنت، میخ‌های تیتانیومی ساختند

دکتر لو هوآنگ فوک (30 ساله) و همکارانش در دانشگاه RMIT (استرالیا) مدلی از میخ‌های میکروسکوپی حکاکی شده روی ایمپلنت‌های تیتانیومی ایجاد کردند تا بدون نیاز به دارو، بیماران را در برابر باکتری‌ها و قارچ‌ها محافظت کنند.

از سال ۲۰۲۰، دانشمندان تحقیقاتی را در مورد برهمکنش‌های سطحی بین گونه‌های مختلف قارچ‌های مضر روی مواد نانوساختار انجام داده‌اند. تحقیقات جدید نشان داده است که سطوح خشن با ساختارهای میکروسکوپی الهام گرفته از خارهای ضدباکتریایی روی بال حشرات (زنجره، سنجاقک) به طور مؤثر با ابرمیکروب‌های مقاوم به دارو، از جمله قارچ‌ها، مبارزه می‌کنند. این کار در اوایل سپتامبر در مجله Advanced Materials Interfaces منتشر شد. سپس این گروه از دانشمندان به دنبال طراحی میکرو خارهای تیتانیومی برای محافظت از بیماران در برابر باکتری‌ها و قارچ‌ها بدون نیاز به دارو بودند.

گروه تحقیقاتی مواد ضد باکتری مکانیکی چند منظوره (از چپ به راست)، دنور لینکلیتر، لو هوانگ فوک، النا ایوانوا، آرتورو آبورتو-مدینا، کارولین د سوزا. عکس: دانشگاه RMIT — گروه تحقیقاتی مواد ضد باکتری مکانیکی چند منظوره (از چپ به راست)، دنور لینکلیتر، لو هوانگ فوک، النا ایوانوا، آرتورو آبورتو-مدینا، کارولین د سوزا. عکس: *دانشگاه RMIT*

رویکرد این تیم بر حذف میکروارگانیسم‌ها در تماس و در نتیجه محدود کردن مداخله شیمیایی متمرکز است. فوک و عضو تیم، دکتر دنور لینکلیتر، چندین سطح استوانه‌ای تیتانیومی میکروسکوپی را آزمایش کردند.

این میخ‌های مخصوص که ارتفاعی معادل یک سلول باکتریایی دارند، روی سطح ایمپلنت‌های تیتانیومی اعمال شدند و اثربخشی آنها در از بین بردن کاندیدای مقاوم به چند دارو، یک قارچ بالقوه کشنده که عامل یک دهم عفونت‌های تجهیزات پزشکی بیمارستانی است، آزمایش شد.

در نتیجه، این میخ‌های ریز تیتانیومی قادرند حدود نیمی از سلول‌های مضر را در تماس با خود از بین ببرند. سلول‌های قارچی باقی‌مانده به دلیل آسیب دیگر قادر به زنده ماندن نیستند و نمی‌توانند تکثیر شوند یا باعث عفونت شوند.

یک سلول کاندیدای سالم روی سطح تیتانیومی صیقل داده شده (چپ) و یک سلول کاندیدای پاره شده روی سطح تیتانیومی میکرو اسپایک شده (راست). — یک سلول کاندیدای سالم روی سطح تیتانیومی صیقلی (چپ) و یک سلول کاندیدای شکسته روی سطح تیتانیومی میکرو اسپایک (راست). عکس: *تیم تحقیقاتی*

به گفته دکتر دنور لینکلیتر، تجزیه و تحلیل متابولیسم پروتئین نشان داد که سلول‌های آسیب‌دیده کاندیدا آلبیکنس تا ۷ روز به طور گسترده از نظر متابولیکی مهار شدند و از تولید مثل و در نهایت مرگ آنها جلوگیری شد. در مورد سلول‌های باقی‌مانده، آنها دیگر قادر به زنده ماندن نبودند و عملکردشان متوقف شد (به نام آپوپتوز یا مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی).

پروفسور النا ایوانوا، یکی از اولین کسانی که توانایی کشتن باکتری‌ها روی بال حشرات را مطالعه کرد، گفت: «این کشف نشان می‌دهد که چگونه سطوح ضد قارچی مهندسی‌شده می‌توانند از تشکیل بیوفیلم‌ها از مخمرهای خطرناک و مقاوم به چند دارو جلوگیری کنند.»

دکتر فوک گفت که میکرو-اسپایک‌های تیتانیومی در مرحله آزمایش امکان‌سنجی هستند. این تیم همچنین قصد دارد خواص ضد قارچی این مدل را در برابر گونه‌های مختلف میکروارگانیسم‌ها آزمایش کند تا اندازه میکرو-اسپایک‌ها را برای اثربخشی بهینه ضد میکروبی و ضد باکتریایی بهینه کند.

نهو کوین

لینک منبع