بهبود کارایی سطوح ضد باکتریایی با یک مکانیسم متاخر

بوسیله گزارش ایسنا و به نقل از فیز،مقاومت درون برابر آنتی بیوتیک ها بوسیله یک شاق شدید بهداشتی دگرگونی شده است. عفونت های بیمارستانی، پروتزها یا ایمپلنت های جراحی که آلوده می شوند و به هیچگاه درمانی همچنین پاسخ نمی دهند به یک چالش اصلی بخاطر جامعه پزشکی تبدیل شده اند و پزشکان سالها است بوسیله تعاقب جایگزینی برای از بین بردن موثر این باکتری ها هستند.

در سال ۲۰۱۲ محققان گروه مهندسی شیمی دانشگاه دانشگاه روویرا آی ویرجیلی یک سری تحقیقات را بخاطر ترقی مدل های ضد باکتریایی که با الهام از حشرات ترقی داده شده بودند، آغاز کردند. به عنوان مثال بال های آسیابک ها از ساختارهای پیچیده ای از دشواری هندسی نانومتری تشکیل شده اند که داخل کشتن باکتری ها بیش کارآمد هستند. آسیابک ها حشراتی با قشری تقریباً متشابه با سنجاقک هستند. این حشرات نیز شکارچی هستند و معمولاً درون خلط و روی آب استخرها، جویبارها، با پروازهای بلند و سریع خویشتن قابل تشخیص هستند.

درون تلاش برای درک این اشکال و اضافه آنها به عنوان مواد مخالف باکتری جدید، “ولادیمیر باولین”(Vladimir Baulin) و “مارک وارنر”(Marc Werner) از”موسسه تحقیقات پلیمر لیبنیز”(Leibniz-Institut für Polymerforschung ) آلمان و پروفسور “النا ایوانوا”(Elena Ivanova) از مؤسسه خسروانی فناوری ملبورن(Royal Melbourne Institute of Technology) با همکاری محققان دانشگاه روویرا آی ویرجیلی کشف کردند قابلیت ارتجاعی نانوپیلارها/ نانوساختارها(Nanopillar) یک عامل کلیدی در این موضوع محسوب می شوند چرا که می توانند انرژی کافی در خود نگه داشته و با منتشر کردن آن انرژی باکتری ها را از بین ببرند. نانوپیلارها یک فناوری نوظهور داخل مملکت نانوساختارها هستند. نانوپیلارها نانوساختارهای ستونی با قطر تقریباً ۱۰ نانومتر هستند.

این کار تحقیقاتی محققان سال ها پیش و قبل از آنکه دریابند نهنگ این حشرات از ساختارهای نانوپیلار تشکیل شده است و می تواند به رخ گاراژ باکتری ها را از بین ببرد، آغاز شده بود. این قابلیت که آنها می توانند به صورت مکانیکی باکتری ها را از بین ببرند، “جای پا زیست کش”(biocide effect) نام دارد.

زیست کش یک ماده شیمیایی خواه میکروارگانیسم است که می تواند هرگونه میکروارگانیسم خسارت آور را با استفاده از وضع های شیمیایی خواه بیولوژیکی از بین ببرد، خنثی نرم و کنترل کند. زیست کش می تواند قلابی خواه طبیعی باشد.

این خصوصیات گاراژ باکتریایی که طی آن باکتری ها فوری خلال تماس با نانوپیلارها و بدون استفاده از مواد شیمیایی کشته می شوند سؤالات متعددی را در ذهن محققان خلق کردن کرده است که آنها نیز با آزمایش بوسیله آنها پاسخ داده اند تا دریابند کدامیک از آنها بیشترین معلول باکتری کش را دارد.

محققان این مطالعه با تغییر درون رفعت سیلندر ها/ پیلارها و ثابت نگه داشتن ابعاد دیگر، ظرفیت باکتری کش داخل سطوح نانومتری را تک مطالعه قرار دادند. یافته های این مطالعه که داخل مجله “PNAS” منتشر شده است، نشان داده است که انعطاف پذیری این استوانه ها با فاش آنها وابستگی خلط دارد.

 “ولادیمیر باولین” گفت: حتی مواد جامد و سفت و سخت، چنانچه یکی از ابعاد بسیار تمام تیز از دیگران باشد، انعطاف پذیر می شوند.

محققان یک مدل فیزیکی خلق کرده اند که نشان می دهد وقتی باکتری ها با این سیلندر ها تو ربط هستند تا اینکه می توانند انرژی کشسانی را درون یک مقیاس بیش کوچک جمع آوری کنند. انرژی کشسانی یک کارمایه پتانسیل مکانیکی است که داخل ماده یا یک سامانهٔ فیزیکی ذخیره می شود و برابر با کارگر است که باید اجرا شود تا در آن تغییر حجم خواه لباس ساختن کند.

با معاون این مدل اکنون می توان پاسخ الاستیک سازه های دیگر را محاسبه و خواص ضد باکتری آنها را بهینه سازی کرد. نیروهای تغییر شکل ستون ناشی از بستگی باکتری ها به حدی بیش است که حتی می توانند دیواره سلولی باکتری ها را بشکنند، بنابراین مکانیسم جدیدی برای کشتن آنها فراهم می شود. این نیروها با تنش های سطحی تحمیل شده پیاده شدن روی سلول های باکتریایی مرتبط هستند. بنابراین، این مطالعه نشان می دهد که تغییر تدریجی در پشته سیلندر های سطح نانومتری می تواند اثربخشی باکتری کش آنها را تعیین یواش. این کشف امکان پذیر است به ایجاد یک نوع کاملاً جدید از مواد مخالف باکتری منجر شود که می استعداد از آن  داخل امانت بندی مواد غذایی تا فیلتر ماسکها استفاده کرد. بر خلاف فیلترهای سنتی که باکتری ها تو آن جاویدان می مانند وغیرفعال نمی شوند، ماده الاستیک جدید داخل مقیاس نانو می تواند با اطمینان باکتری ها را در عرض چند دقیقه از بین ببرد و این بدان معناست که آنها نمی توانند سازوکار دفاعی را کوشا کنند.

انتهای پیام