Ilmuwan menciptakan paku titanium untuk mencegah infeksi setelah implan

Dr. Le Hoang Phuc (30 tahun) dan rekan-rekannya di Universitas RMIT (Australia) menciptakan model paku mikroskopis yang diukir pada implan titanium untuk melindungi pasien dari bakteri dan jamur tanpa memerlukan obat-obatan.

Sejak tahun 2020, para ilmuwan telah melakukan penelitian tentang interaksi permukaan antara berbagai galur jamur berbahaya pada material berstruktur nano. Penelitian baru menunjukkan bahwa permukaan kasar dengan struktur mikroskopis yang terinspirasi oleh duri antibakteri pada sayap serangga (jangkrik, capung) efektif melawan bakteri super yang resistan terhadap obat, termasuk jamur. Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Advanced Materials Interfaces pada awal September. Kelompok ilmuwan ini kemudian juga berupaya merancang duri mikro titanium untuk melindungi pasien dari bakteri dan jamur tanpa perlu obat.

Kelompok Riset Material Antibakteri Mekanik Multifungsi (dari kiri ke kanan), Denver Linklater, Le Hoang Phuc, Elena Ivanova, Arturo Aburto-Medina, Karolline De Sousa. Foto: Universitas RMIT

Pendekatan tim berfokus pada penghilangan mikroorganisme saat kontak, sehingga membatasi intervensi kimia. Phuc dan anggota tim Dr. Denver Linklater bereksperimen dengan beberapa permukaan silinder titanium mikroskopis.

Paku yang dirancang khusus, yang tingginya sama dengan sel bakteri, dipasang pada permukaan implan titanium dan diuji efektivitasnya dalam membunuh Candida yang resistan terhadap banyak obat, jamur yang berpotensi fatal yang menyebabkan satu dari sepuluh infeksi perangkat medis yang didapat di rumah sakit.

Akibatnya, paku-paku titanium kecil tersebut mampu menghancurkan sekitar setengah dari sel-sel berbahaya saat bersentuhan. Sel-sel jamur yang tersisa tidak lagi mampu bertahan hidup karena kerusakan dan tidak dapat bereproduksi atau menyebabkan infeksi.

Sel Candida utuh pada permukaan titanium yang dipoles (kiri) dan sel Candida yang pecah pada permukaan titanium dengan paku mikro (kanan). Foto: Tim peneliti

Menurut Dr. Denver Linklater, analisis metabolisme protein menunjukkan bahwa sel-sel Candida albicans yang rusak mengalami penghambatan metabolisme yang ekstensif hingga 7 hari, sehingga mencegah mereka bereproduksi dan akhirnya mati. Sedangkan sel-sel yang tersisa tidak lagi mampu bertahan hidup dan akan berhenti berfungsi (disebut apoptosis, atau kematian sel terprogram).

"Penemuan ini menunjukkan bagaimana permukaan antijamur yang direkayasa dapat mencegah pembentukan biofilm dari ragi berbahaya yang resistan terhadap berbagai obat," kata Profesor Elena Ivanova, salah satu peneliti pertama yang mempelajari kemampuan membunuh bakteri pada sayap serangga.

Dr. Phuc mengatakan bahwa mikro-spike titanium tersebut sedang dalam tahap uji kelayakan. Tim juga bertujuan untuk menguji sifat antijamur model ini terhadap berbagai strain mikroorganisme guna mengoptimalkan ukuran mikro-spike demi efektivitas antimikroba dan antibakteri yang optimal.

Nhu Quynh

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