Materialele și suprafețele care ucid bacteriile și virusurile
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
Specialiștii susțin că, dacă vom reuși să copiem textura aripilor insectelor sau folosind noi tipuri de materiale pentru a crea suprafețe care omoară sau inhibă microbii, am putea opri infecțiile înainte de a intra chiar în organism, scrie BBC.
Cuprins:
În prezent, 700.000 de oameni mor în fiecare an de boli rezistente la medicamente. În ultimul deceniu, lista medicamentelor pe care le putem folosi împotriva bacteriilor dăunătoare a scăzut.
În același timp, alte organisme cauzatoare de boli - ciuperci, virusuri și paraziți - dezvoltă, de asemenea, rezistență la medicamentele pe care le folosim pentru a le aborda aproape la fel de repede, pe măsură ce le putem face noi. Asta înseamnă că bolile pe care le provoacă sunt din ce în ce mai greu de tratat.
Prin simpla schimbare a texturii suprafețelor pe care le folosim sau acoperirea lor cu substanțe care ucid bacteriile și virusurile mai rapid, unii oameni de știință speră că poate fi posibil să înfrângem organismele infecțioase înainte de a intra chiar în corpul nostru.
Aliajele de cupru, viitorul luptei împotriva bacteriilor
Cercetătorul britanic Larrouy-Maumus, de la Imperial College din Londra, pariază pe aliajele de cupru. Ionii din aliajele de cupru sunt atât antivirali, cât și antibacterieni, capabili să ucidă peste 99,9% din bacterii în două ore.
Cuprul este chiar mai eficient decât argintul, material ce necesită umiditate pentru a-și activa proprietățile antimicrobiene. “Cuprul este suprafața de top, fiindcă a fost folosit de omenire de trei milenii”, spune Larrouy-Maumus. “Grecii antici foloseau deja cuprul pentru gătit și pentru uz medical”.
Cu toate acestea, azi nu este utilizat pe scară largă în instalațiile medicale. Este scump și mai greu de curățat fără a provoca coroziune, iar multora nu le plac astfel de materiale. Nu toată lumea vrea să stea pe un scaun de toaletă metalic, de exemplu. Acest lucru a însemnat că de-a lungul timpului cuprul a fost înlocuit cu oțel inoxidabil și apoi plastic, ceea ce are avantajul de a fi ușor și ieftin, astfel încât poate fi folosit o singură dată, dar înseamnă și că “nu trebuie să-l sterilizați din nou”, spune Larrouy-Maumus.
Deși nu ar fi posibilă acoperirea tuturor suprafețelor cu cupru, Larrouy-Maumus consideră că folosirea metalului în aliaje, precum butoane de lift și mânerele ușilor ar putea ajuta la reducerea contaminării și la răspândirea microbilor.
Suprafețele de cupru pot fi, de asemenea, tratate cu lasere pentru a crea o textură ce crește suprafața - și, prin extensie, numărul de bacterii pe care le poate ucide.
Cercetătorii de la Universitatea Purdue, din Indiana, care au dezvoltat tehnica, au descoperit că ar putea ucide chiar și tulpini foarte concentrate de bacterii rezistente la antibiotice în doar câteva ore. Astfel de tratamente nu pot fi utile doar pentru mânerele ușilor, dar ar putea ajuta, de asemenea, la implanturile medicale, cum ar fi protezele de șold, care ar putea fi mai puțin expuse la a provoca infecții.
Aripile de insecte Cicada sunt renumite pentru efectul lor de autocurățare
Modificarea texturii suprafețelor ar putea oferi alte modalități de menținere a bolilor infecțioase.
“Aripile de insecte Cicada sunt renumite pentru efectul lor de autocurățare”, spune Elena Ivanova, biochimist molecular la Universitatea RMIT din Australia.
Aripile lor sunt superhidrofobe, ceea ce înseamnă că picăturile de apă sar din ele, la fel cum fac și frunzele de lotus, permițând contaminanților să se rostogolească cu apa. Mai important, spune ea, sunt cioplite cu vârfuri minuscule pe suprafață, care împiedică celulele bacteriene să se poată așeza și să crească.
“Practic, ceea ce vedeți aici este un mecanism unic dezvoltat de natură atunci când celulele bacteriene sunt cele care rup efectiv filmul biologic”, spune Ivanova, care a lucrat la modalități de imitare a acestui design de aproximativ un deceniu. Inspirându-se din natură, încearcă să schimbe textura minuțioasă a suprafețelor ușor contaminate, astfel încât coloniile de bacterii să nu se poată forma pe ele.
Densitatea și geometria modelului necesar, precum și metoda și materialele pentru producerea acestuia vor depinde de caracteristicile microbului vizat. Ivanova spune că formele complexe în zig-zag ar fi în special eficiente în filtrele de apă și aer condiționat.
Și foile de grafen sunt incredibil de subțiri, cu “margini ascuțite, care ar putea să taie prin membrana bacteriană și să o omoare” (deși aceste mici lame de ras sunt mult minuscule și nu deteriorează pielea umană).
Cercetătoarea este foarte încântată de posibilitățile titanului și aliajelor de titan. Acestea pot fi gravate hidrotermic: în esență, metalul poate fi topit prin temperatură și presiune ridicată, formând o foaie fină cu margini ascuțite, care poate ucide diferite tipuri de bacterii. Iar dioxidul de titan atunci când este expus la lumina ultravioletă produce specii reactive de oxigen, cum ar fi peroxizii, care inactivează microbii. Acest lucru a fost utilizat pentru a acoperi bretele dentare, de exemplu, pentru a reduce bacteriile. Chiar și expunerea acestor tipuri de acoperiri la lămpi comerciale timp de patru ore ar putea reduce numărul de bacterii de 1.000 de ori.
“Aceste suprafețe nu vor necesita nici un tratament specific care să aibă nevoie de agenți chimici sau antibiotice pentru a fi eficiente”, spune Ivanova.
“Suntem înconjurați de infecții, nu știm cu cine luptăm, dar trebuie să fim pregătiți pentru un nou val!”
Aceste suprafețe ar putea fi un instrument important în lupta noastră împotriva bolilor infecțioase și a viitoarelor pandemii.
Astăzi, spectrul rezistenței antimicrobiene este cu atât mai mare cu cât lumea luptă împotriva ravagiilor COVID-19.
Riscul de infecții secundare cauzate de bacterii prelevate de pacienți în spital este considerabil - un studiu a arătat că 50% dintre pacienții care au murit la un spital din China din cauza COVID-19 au fost, de asemenea, infectați cu un alt agent patogen.
Antibioticele sunt, de asemenea, frecvent administrate pacienților cu coronavirus - chiar dacă nu fac nimic împotriva virusului în sine - crescând temerile că ar putea alimenta infecții bacteriene rezistente la antibiotice la pacienți.
“Suntem înconjurați de infecții, deci, luptăm cu ceva neobișnuit în această perioadă”, spune cercetătorul britanic Larrouy-Maumus. “Și ceea ce este foarte important este să te pregătești pentru următorul val. Evident că nu știm când va veni”.
