پژوهشگران دانشگاه صنعتی چالمرز سوئد موفق به توسعه روشی نوین برای مقابله با رشد باکتری‌ها روی سطوح شده‌اند؛ روشی که بدون استفاده از آنتی‌بیوتیک یا فلزات سمی تشکیل بیوفیلم‌ها را از ابتدا متوقف می‌کند.

به گزارش فیزیکس اوآرجی، آنها با بهره‌گیری از کاربردی تازه از چارچوب‌های فلزیآلی (MOFs) ماده‌ای که امسال برنده جایزه نوبل شیمی شده پوششی نانوساختاری ساخته‌اند که می‌تواند باکتری‌ها را به‌صورت فیزیکی سوراخ و نابود کند.

بیوفیلم‌ها لایه‌ای چسبناک و محافظ هستند که باکتری‌ها پس از چسبیدن به سطح تولید می‌کنند و همین موضوع مقابله با آنها را دشوار می‌سازد. این لایه‌ها در محیط‌های مرطوب به‌سرعت گسترش می‌یابند و در بخش‌های مختلف از تجهیزات پزشکی مانند کاتترها، ایمپلنت‌های ارتوپدی و دندانپزشکی گرفته تا لوله‌های صنعتی و بدنه کشتی‌ها مشکلات جدی ایجاد می‌کنند. در حوزه درمان تشکیل بیوفیلم یکی از عوامل مهم بروز عفونت‌های بیمارستانی است که باعث افزایش هزینه‌های درمان، رنج بیماران و خطر گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی می‌شود.

تیم تحقیقاتی چالمرز با رشد دادن یک نوع MOF بر روی نوعی دیگر ساختاری متشکل از نانونوک‌ها ایجاد کرده که همانند خار‌های بسیار ریز عمل می‌کنند؛ باکتری‌ها هنگام نزدیک شدن به سطح توسط این نوک‌های تیز از بین می‌روند. پژوهشگران تاکید می‌کنند که این نخستین بار است که MOF‌ها با مکانیسم کاملاً مکانیکی برای نابودی باکتری‌ها به کار می‌روند. این راهکار برخلاف روش‌های پیشین هیچ‌گونه مواد سمی یا یون‌های فلزی آزاد نمی‌کند و بنابراین خطری برای گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی ندارد.

به گفته ژجیان کا‌ئو نویسنده اصلی مقاله یافتن فاصله مناسب میان نانونوک‌ها یکی از چالش‌های مهم پروژه بوده است. اگر فاصله زیاد می‌بود باکتری‌ها می‌توانستند از میان آنها عبور کرده و روی سطح بنشینند و اگر فاصله خیلی کم می‌بود، فشار مکانیکی کافی برای نابودی باکتری اعمال نمی‌شد مشابه اصل خوابیدن روی تخت میخ که در آن توزیع نیرو مانع آسیب می‌شود.

این پوشش نانوساختاری قابلیت اعمال روی طیف گسترده‌ای از سطوح را دارد و می‌تواند در مواد مختلف از جمله پلاستیک‌هایی که در تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود ادغام شود. لارس اُرستروم از پژوهشگران باسابقه حوزه MOF می‌گوید این روش نسبت به پوشش‌هایی مانند آرایه‌های گرافنی در دما‌های به‌مراتب پایین‌تری تولید می‌شود و همین موضوع امکان تولید انبوه و استفاده روی مواد حساس به حرارت را فراهم می‌کند. او همچنین اشاره می‌کند که برخی از پلیمر‌های آلی به کاررفته در MOF‌ها را می‌توان از پلاستیک‌های بازیافتی تولید کرد که این موضوع می‌تواند به اقتصاد چرخشی کمک کند.

این پژوهش با همکاری دو گروه تحقیقاتی به سرپرستی ایوان میاکوویچ و لارس ارستروم انجام شده و نتایج آن در مجله Advanced Science منتشر شده است. این دستاورد می‌تواند راه را برای نسل جدیدی از پوشش‌های ضدباکتری بدون مواد شیمیایی و سازگار با محیط‌زیست هموار کند.

انتهای پیام/