A világ legvékonyabb anyaga megakadályozhatja az implantátum fertőzését
Csak egy atomvastagság mellett a grafén a legvékonyabb anyag, amelyet az ember ismer. Magas vezetőképessége miatt a grafént különféle elektronikus eszközökben, például telefonképernyőkön és töltőkön lehetne használni. Új kutatás kiegészíti az anyag felhasználási listáját, mivel egy vékony grafénrétegről kiderül, hogy antibakteriális hatású.
A grafént 2002-ben találták meg, amikor a mikroszkopikusan vékony anyagok szakértője úgy döntött, hogy nagyon vékony szénrétegekkel kísérletezik.
Az így létrejövő „szuperanyagot” ma a világ egyik legerősebb anyagaként ismerik - valójában 200-szor erősebb, mint az acél -, valamint a legvékonyabbat is.
Pehelyként vagy filmként készülve a grafén villamosan vezetőbb, mint a réz.
Korábban a kutatók kísérleteztek a grafénpelyhek függőleges elhelyezésével annak érdekében, hogy kibővítsék alkalmazásait.
Noha a grafén strukturálása függőleges „tüskékként” önmagában nem innovatív, a svédországi göteborgi Chalmers Műszaki Egyetem tudósai elsőként bizonyítják, hogy a pelyhek függőleges elhelyezése elpusztítja a baktériumokat és megakadályozza a fertőzéseket egy műtéti implantátumban.
Az eredmények - amelyek most megjelentek a folyóiratban Fejlett anyagok interfészei - különösen jelentősek, tekintve, hogy a korábbi kutatások ellentmondásos eredményeket hoztak, egyes vizsgálatok kimutatták, hogy elpusztítják a baktériumokat, mások pedig sértetlenül hagyják a baktériumokat.
"Felfedeztük, hogy a legfontosabb paraméter a grafén függőleges tájolása." - mondja Ivan Mijakovic, a társalkalmazás szerzője, a Chalmers Műszaki Egyetem Biológiai és Biológiai Mérnöki Tanszékének professzora. "Ha vízszintes, akkor a baktériumok nem károsodnak" - magyarázza.
Hogyan javíthatja a grafén az implantátumokat?
Az Food and Drug Administration (FDA) szerint az orvosi implantátumok „olyan eszközök vagy szövetek, amelyeket a test belsejében vagy felületén helyeznek el”. Ezen implantátumok egy része helyettesítheti a testrészeket, például a csípő- vagy térdprotézist, vagy egyszerűen támogathatja más szervek megfelelő működését.
Az FDA figyelmeztet arra, hogy a fertőzések gyakran kísérik az implantátumokat - különösen közvetlenül a műtét után. Bár az ilyen fertőzések általában megfelelő gyógyszerekkel kezelhetők, egyes esetekben az implantátumot teljesen el kell távolítani.
Az új kutatások azonban azt mutatják, hogy a grafénpelyhek függőleges elhelyezése az implantátum felületén egy „tüskés” védőpajzsot képez, amely felszeleteli a baktériumokat és megakadályozza azok tapadását.
Fontos, hogy ez a védőréteg nem károsítja az emberi sejteket; az emberi sejtek 25-szer nagyobbak, mint a baktériumok. Az alábbi videó részletesebben elmagyarázza a grafén tüskék működését.
"A grafén nagy potenciállal rendelkezik az egészségügyi alkalmazások területén" - mondja Jie Sun, a tanulmány társszerzője, a Chalmers Műszaki Egyetem mikrotechnológiai és nanotudományi tanszékének docense.
Az implantátum kilökődésének minimalizálása, az antibiotikumok szükségtelenné tétele és a fertőzés elleni védelem csak néhány ilyen alkalmazás.
Figyelmeztet azonban: „további kutatásokra van szükség, mielőtt azt állíthatnánk, hogy a [grafén] teljesen biztonságos. Többek között tudjuk, hogy a grafén nem bomlik le könnyen. ”
„Meg akarjuk akadályozni, hogy a baktériumok fertőzést idézzenek elő. Ellenkező esetben szükség lehet antibiotikumokra, amelyek megzavarhatják a normál baktériumok egyensúlyát, és növelhetik a kórokozók antimikrobiális rezisztenciájának kockázatát is. "
Az első tanulmány szerzője, Santosh Pandit, a Chalmers Műszaki Egyetem Biológiai és Biotechnikai Tanszéke
