Το νέο υλικό χαλκού έχει βακτηριοκτόνο δράση και μπορεί να σκοτώσει το 97% του Staphylococcus aureus μέσα σε τέσσερις ώρες
Ένα νέο προϊόν χαλκού μπορεί να βοηθήσει στην καταπολέμηση της αυξανόμενης απειλής των υπερμικροβίων σκοτώνοντας τα βακτήρια πιο γρήγορα και πιο αποτελεσματικά από τον τυπικό χαλκό - περισσότερο από 100 φορές πιο αποτελεσματικό.
Ο χαλκός μεγεθύνθηκε 2,000 φορές κάτω από ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, αποκαλύπτοντας τη μοναδική δομή του που μοιάζει με μικροχτένα.
Το νέο προϊόν χαλκού είναι το αποτέλεσμα της συλλογικής έρευνας μεταξύ του Πανεπιστημίου RMIT και του εθνικού επιστημονικού οργανισμού CSIRO της Αυστραλίας, τα αποτελέσματα της οποίας μόλις δημοσιεύτηκαν στο Biomaterials.
Ο χαλκός έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό ενάντια σε διάφορα βακτηριακά στελέχη, συμπεριλαμβανομένου του κοινού Staphylococcus aureus, επειδή τα ιόντα που απελευθερώνονται από την επιφάνεια του μετάλλου είναι τοξικά για τα βακτηριακά κύτταρα.
Όμως, όπως εξηγεί ο διακεκριμένος καθηγητής του Πανεπιστημίου RMIT Qian Ma, η διαδικασία είναι αργή όταν χρησιμοποιείται τυπικός χαλκός και ερευνητές σε όλο τον κόσμο εργάζονται για να την επιταχύνουν.
Μια τυπική επιφάνεια χαλκού θα σκοτώσει περίπου το 97% του Staphylococcus aureus μέσα σε τέσσερις ώρες.
Είναι απίστευτο, όταν ο Staphylococcus aureus τοποθετήθηκε στην ειδικά σχεδιασμένη χάλκινη επιφάνεια μας, κατέστρεψε πάνω από το 99,99% των κυττάρων σε μόλις δύο λεπτά. Όχι μόνο είναι πιο αποτελεσματικό, είναι 120 φορές πιο γρήγορο.
Αυτά τα αποτελέσματα επιτεύχθηκαν χωρίς τη βοήθεια κανενός φαρμάκου. Η κατασκευή από χαλκό έχει αποδειχθεί πολύ αποτελεσματική για αυτό το κοινό υλικό.
Η ομάδα πιστεύει ότι το νέο υλικό, μόλις αναπτυχθεί περαιτέρω, θα μπορούσε να έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων αντιβακτηριακών χειρολαβών θυρών και άλλων επιφανειών αφής σε σχολεία, νοσοκομεία, σπίτια και δημόσια μέσα μεταφοράς, καθώς και αντιβακτηριακούς αναπνευστήρες ή φιλτράρισμα σε συσκευές συστημάτων αερισμού, και μάσκες.
Η ομάδα διερευνά τώρα την αποτελεσματικότητα του ενισχυμένου χαλκού έναντι του SARS-COV-2, συμπεριλαμβανομένης της αξιολόγησης τρισδιάστατων εκτυπωμένων δειγμάτων.
Άλλες μελέτες έχουν δείξει ότι ο χαλκός μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματικός κατά των ιών, με αποτέλεσμα η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ να εγκρίνει επίσημα χάλκινες επιφάνειες για αντιική χρήση νωρίτερα φέτος.
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Δρ Τζάκσον Λι-Σμιθ είπε ότι η μοναδική πορώδης δομή του χαλκού είναι το κλειδί για την αποτελεσματικότητά του ως γρήγορου δολοφόνου βακτηρίων.
Το κράμα δημιουργείται χρησιμοποιώντας μια ειδική διαδικασία χύτευσης καλουπιού χαλκού που τακτοποιεί τα άτομα χαλκού και μαγγανίου σε μια συγκεκριμένη δομή.
Στη συνέχεια, τα άτομα μαγγανίου αφαιρούνται από το κράμα χρησιμοποιώντας μια φθηνή και κλιμακούμενη χημική διαδικασία που ονομάζεται "αποκράμα", αφήνοντας την επιφάνεια του καθαρού χαλκού γεμάτη με μικροσκοπικές κοιλότητες κλίμακας μικρού και νανοκλίμακας.
Ο χαλκός αποτελείται από μικροπόρους που μοιάζουν με χτένα με μικρότερους νανοπόρους μέσα σε κάθε δόντι. έχει τεράστια ενεργό επιφάνεια. Το σχέδιο κάνει επίσης την επιφάνεια υπερυδρόφιλη, ή υδρόφιλη, επομένως το νερό υπάρχει πάνω της ως επίπεδη μεμβράνη και όχι ως σταγονίδια.
Το υδρόφιλο αποτέλεσμα σημαίνει ότι τα βακτηριακά κύτταρα δυσκολεύονται να διατηρήσουν το σχήμα τους όταν τεντώνονται από τις επιφανειακές νανοδομές, ενώ το πορώδες σχέδιο επιτρέπει την ταχύτερη απελευθέρωση ιόντων χαλκού.
Αυτά τα συνδυασμένα αποτελέσματα όχι μόνο προκαλούν δομική αποικοδόμηση των βακτηριακών κυττάρων, καθιστώντας τα πιο ευαίσθητα σε τοξικά ιόντα χαλκού, αλλά επίσης προάγουν την πρόσληψη ιόντων χαλκού από τα βακτηριακά κύτταρα. Αυτός ο συνδυασμός επιδράσεων είναι που επιταχύνει σημαντικά την εξάλειψη των βακτηρίων.
Ερευνητές σε όλο τον κόσμο επιδιώκουν να αναπτύξουν νέα ιατρικά υλικά και συσκευές που θα συμβάλλουν στη μείωση της αύξησης των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά υπερμικροβίων, μειώνοντας την ανάγκη για αντιβιοτικά. Οι ανθεκτικές στα φάρμακα λοιμώξεις αυξάνονται και με περιορισμένα νέα αντιβιοτικά στην αγορά, η ανάπτυξη αντιβακτηριακών υλικών θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος.
Αυτό το νέο προϊόν χαλκού προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη και προσιτή επιλογή για την καταπολέμηση των υπερμικροβίων και είναι μόνο ένα παράδειγμα του πώς το CSIRO βοηθά στην αντιμετώπιση του αυξανόμενου κινδύνου αντοχής στα αντιβιοτικά.
Αυτή η έρευνα ξεκίνησε μέσω του διδακτορικού προγράμματος RMIT-CSIRO και στη συνέχεια συγχρηματοδοτήθηκε από το Ίδρυμα CASS, Μελβούρνη, Αυστραλία. Αυτή η καινοτόμος διαδικασία είναι επί του παρόντος κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Κίνα και την Αυστραλία.
