Forskare skapar titanspikar för att förhindra infektion efter implantat

Dr. Le Hoang Phuc (30 år) och hans kollegor vid RMIT University (Australien) skapade en modell av mikroskopiska spikar graverade på titanimplantat för att skydda patienter från bakterier och svampar utan behov av läkemedel.

Sedan 2020 har forskare forskat om ytinteraktioner mellan olika stammar av skadliga svampar på nanostrukturerade material. Ny forskning har visat att grova ytor med mikroskopiska strukturer inspirerade av de antibakteriella taggarna på insektsvingar (cikador, trollsländor) effektivt bekämpar läkemedelsresistenta superbakterier, inklusive svampar. Arbetet publicerades i tidskriften Advanced Materials Interfaces i början av september. Forskargruppen försökte sedan också designa titanmikrospikar för att skydda patienter från bakterier och svampar utan behov av läkemedel.

Forskningsgruppen för multifunktionella mekaniska antibakteriella material (från vänster till höger), Denver Linklater, Le Hoang Phuc, Elena Ivanova, Arturo Aburto-Medina, Karolline De Sousa. Foto: RMIT University

Teamets tillvägagångssätt fokuserar på att eliminera mikroorganismer vid kontakt, vilket begränsar kemiska ingrepp. Phuc och teammedlemmen Dr. Denver Linklater experimenterade med flera mikroskopiska titancylindrar.

De specialdesignade spikarna, som har samma höjd som en bakteriecell, applicerades på ytan av titanimplantat och testades för deras effektivitet när det gäller att döda multiresistent Candida, en potentiellt dödlig svamp som orsakar en av tio sjukhusförvärvade medicintekniska infektioner.

Som ett resultat kan de små titanspiggarna förstöra ungefär hälften av de skadliga cellerna vid kontakt. De återstående svampcellerna kan inte längre överleva på grund av skador och kan inte reproducera sig eller orsaka infektion.

En intakt Candida-cell på en polerad titanyta (vänster) och en trasig Candida-cell på en mikrospetsad titanyta (höger). Foto: Forskargruppen

Enligt Dr. Denver Linklater visade en analys av proteinmetabolismen att skadade Candida albicans-celler var kraftigt metaboliskt hämmade i upp till 7 dagar, vilket hindrade dem från att reproducera sig och så småningom dö. De återstående cellerna kunde inte längre överleva och slutade fungera (kallas apoptos, eller programmerad celldöd).

"Denna upptäckt visar hur konstruerade svampdödande ytor kan förhindra bildandet av biofilmer från farliga, multiresistenta jästsvampar", säger professor Elena Ivanova, en av de första som studerade förmågan att döda bakterier på insektsvingar.

Dr. Phuc sa att titanmikrospikarna är i genomförbarhetsfasen. Teamet siktar också på att testa modellens svampdödande egenskaper mot olika mikroorganismstammar för att optimera mikrospikarnas storlek för optimal antimikrobiell och antibakteriell effektivitet.

Nhu Quynh

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