Forskere lager titanpigger for å forhindre infeksjon etter implantater

Dr. Le Hoang Phuc (30 år gammel) og kollegene hans ved RMIT University (Australia) laget en modell av mikroskopiske pigger gravert på titanimplantater for å beskytte pasienter mot bakterier og sopp uten behov for medisiner.

Siden 2020 har forskere forsket på overflateinteraksjoner mellom ulike stammer av skadelige sopptyper på nanostrukturerte materialer. Ny forskning har vist at ru overflater med mikroskopiske strukturer inspirert av de antibakterielle piggene på insektvinger (sikader, øyenstikkere) effektivt bekjemper medikamentresistente superbakterier, inkludert sopp. Arbeidet ble publisert i tidsskriftet Advanced Materials Interfaces i begynnelsen av september. Gruppen av forskere forsøkte deretter også å designe titanmikropigger for å beskytte pasienter mot bakterier og sopp uten behov for medisiner.

Forskningsgruppen for multifunksjonelle mekaniske antibakterielle materialer (fra venstre til høyre), Denver Linklater, Le Hoang Phuc, Elena Ivanova, Arturo Aburto-Medina, Karolline De Sousa. Foto: RMIT University

Teamets tilnærming fokuserer på å eliminere mikroorganismer ved kontakt, og dermed begrense kjemisk inngrep. Phuc og teammedlem Dr. Denver Linklater eksperimenterte med flere mikroskopiske sylinderoverflater av titan.

De spesialdesignede piggene, som har samme høyde som en bakteriecelle, ble påført overflaten av titanimplantater og testet for effektiviteten deres i å drepe multiresistent Candida, en potensielt dødelig sopp som forårsaker én av ti sykehuservervede medisinske utstyrsinfeksjoner.

Som et resultat er de små titanpiggene i stand til å ødelegge omtrent halvparten av de skadelige cellene ved kontakt. De gjenværende soppcellene er ikke lenger i stand til å overleve på grunn av skaden og kan ikke reprodusere seg eller forårsake infeksjon.

En intakt Candida-celle på en polert titanoverflate (venstre) og en ødelagt Candida-celle på en mikropigget titanoverflate (høyre). Foto: Forskerteam

Ifølge Dr. Denver Linklater viste en analyse av proteinmetabolismen at skadede Candida albicans-celler ble omfattende metabolsk hemmet i opptil 7 dager, noe som forhindret dem i å reprodusere seg og til slutt dø. De gjenværende cellene var ikke lenger i stand til å overleve og sluttet å fungere (kalt apoptose, eller programmert celledød).

«Denne oppdagelsen demonstrerer hvordan konstruerte soppdrepende overflater kan forhindre dannelsen av biofilmer fra farlige, multiresistente gjærsopptyper», sa professor Elena Ivanova, en av de første som studerte evnen til å drepe bakterier på insektvinger.

Dr. Phuc sa at titanmikropiggene er i gjennomførbarhetstestfasen. Teamet har også som mål å teste de soppdrepende egenskapene til denne modellen mot forskjellige mikroorganismestammer for å optimalisere størrelsen på mikropiggene for optimal antimikrobiell og antibakteriell effektivitet.

Nhu Quynh

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