Naukowcy stworzyli tytanowe kolce, które zapobiegają zakażeniom po wszczepieniu implantów

[reklama_1]

Dr Le Hoang Phuc (30 lat) i jego współpracownicy z Uniwersytetu RMIT (Australia) stworzyli model mikroskopijnych kolców wygrawerowanych na implantach tytanowych, aby chronić pacjentów przed bakteriami i grzybami bez konieczności stosowania leków.

Od 2020 roku naukowcy prowadzą badania nad interakcjami powierzchniowymi między różnymi szczepami szkodliwych grzybów na materiałach nanostrukturalnych. Nowe badania wykazały, że szorstkie powierzchnie o mikroskopijnych strukturach, inspirowane antybakteryjnymi kolcami na skrzydłach owadów (cykad, ważek), skutecznie zwalczają lekooporne superbakterie, w tym grzyby. Praca została opublikowana w czasopiśmie „Advanced Materials Interfaces” na początku września. Grupa naukowców dążyła również do zaprojektowania tytanowych mikrokolców, które chroniłyby pacjentów przed bakteriami i grzybami bez konieczności stosowania leków.

Grupa Badawcza Wielofunkcyjnych Mechanicznych Materiałów Antybakteryjnych (od lewej do prawej): Denver Linklater, Le Hoang Phuc, Elena Ivanova, Arturo Aburto-Medina, Karolline De Sousa. Zdjęcie: Uniwersytet RMIT — Grupa Badawcza Wielofunkcyjnych Mechanicznych Materiałów Antybakteryjnych (od lewej do prawej): Denver Linklater, Le Hoang Phuc, Elena Ivanova, Arturo Aburto-Medina, Karolline De Sousa. Zdjęcie: *Uniwersytet RMIT*

Podejście zespołu koncentruje się na eliminacji mikroorganizmów w kontakcie, ograniczając w ten sposób interwencję chemiczną. Phuc i członek zespołu, dr Denver Linklater, eksperymentowali z kilkoma mikroskopijnymi powierzchniami cylindrów tytanowych.

Specjalnie zaprojektowane kolce, które mają wysokość komórki bakteryjnej, zostały naniesione na powierzchnię implantów tytanowych i przetestowane pod kątem skuteczności w zabijaniu grzybów Candida opornych na wiele leków, potencjalnie śmiertelnych grzybów powodujących jedną na dziesięć zakażeń związanych ze sprzętem medycznym nabytym w szpitalu.

W rezultacie maleńkie tytanowe kolce są w stanie zniszczyć około połowę szkodliwych komórek w momencie kontaktu. Pozostałe komórki grzyba nie są już w stanie przetrwać z powodu uszkodzeń i nie mogą się rozmnażać ani wywołać infekcji.

Nienaruszona komórka Candida na polerowanej powierzchni tytanowej (po lewej) i pęknięta komórka Candida na mikrokolczastej powierzchni tytanowej (po prawej). — Nienaruszona komórka Candida na polerowanej powierzchni tytanowej (po lewej) i uszkodzona komórka Candida na powierzchni tytanowej z mikrokolcami (po prawej). Zdjęcie: *Zespół badawczy*

Według dr. Denvera Linklatera analiza metabolizmu białek wykazała, że uszkodzone komórki Candida albicans były intensywnie hamowane metabolicznie przez okres do 7 dni, co uniemożliwiało im rozmnażanie się i ostatecznie obumieranie. Pozostałe komórki nie były już w stanie przetrwać i przestawały funkcjonować (tzw. apoptoza, czyli programowana śmierć komórki).

„To odkrycie pokazuje, w jaki sposób zmodyfikowane powierzchnie przeciwgrzybicze mogą zapobiegać tworzeniu się biofilmów z niebezpiecznych, wielolekoopornych drożdży” – powiedziała profesor Elena Iwanowa, jedna z pierwszych osób badających zdolność owadów do zabijania bakterii na ich skrzydłach.

Dr Phuc powiedział, że tytanowe mikrokolce są w fazie testów wykonalności. Zespół zamierza również przetestować właściwości przeciwgrzybicze tego modelu w odniesieniu do różnych szczepów mikroorganizmów, aby zoptymalizować rozmiar mikrokolców i zapewnić optymalną skuteczność przeciwdrobnoustrojową i przeciwbakteryjną.

Nhu Quynh

Link źródłowy