Novi bakarni materijal ima baktericidni učinak i može ubiti 97% Staphylococcus aureus u roku od četiri sata
Novi bakarni proizvod može pomoći u borbi protiv rastuće prijetnje superbakterica ubijajući bakterije brže i efikasnije od standardnog bakra - više od 100 puta efikasnije.
Bakar je uvećan 2,000 puta pod skenirajućim elektronskim mikroskopom, otkrivajući njegovu jedinstvenu strukturu nalik mikro češlja.
Novi bakarni proizvod rezultat je kolaborativnog istraživanja između Univerziteta RMIT i australske nacionalne naučne agencije CSIRO, čiji su rezultati upravo objavljeni u Biomaterials.
Bakar se dugo koristio protiv različitih bakterijskih sojeva, uključujući obični Staphylococcus aureus, jer su ioni koji se oslobađaju s metalne površine toksični za bakterijske stanice.
Ali, kako objašnjava uvaženi profesor Univerziteta RMIT Qian Ma, proces je spor kada se koristi standardni bakar, a istraživači širom svijeta rade na tome da ga ubrzaju.
Standardna bakrena površina će ubiti približno 97% Staphylococcus aureus u roku od četiri sata.
Nevjerovatno, kada je Staphylococcus aureus stavljen na našu posebno dizajniranu bakrenu površinu, uništio je preko 99,99% ćelija za samo dvije minute. Ne samo da je efikasniji, već je i 120 puta brži.
Ovi rezultati su postignuti bez pomoći ikakvih lijekova. Bakarna konstrukcija se pokazala vrlo efikasnom za ovaj uobičajeni materijal.
Tim vjeruje da bi novi materijal, nakon daljnjeg razvoja, mogao imati širok spektar primjena, uključujući antibakterijske kvake na vratima i druge dodirne površine u školama, bolnicama, kućama i javnom prijevozu, kao i antibakterijske respiratore ili filtraciju u uređajima za ventilaciju, i maske.
Tim sada istražuje efikasnost poboljšanog bakra protiv SARS-COV-2, uključujući procjenu 3D štampanih uzoraka.
Druge studije su pokazale da bakar može biti vrlo efikasan protiv virusa, što je dovelo do toga da je Američka agencija za zaštitu okoliša formalno odobrila bakarne površine za antivirusnu upotrebu ranije ove godine.
Vodeći autor studije dr. Jackson Leigh-Smith rekao je da je jedinstvena porozna struktura bakra ključna za njegovu efikasnost kao brzog ubice bakterija.
Legura je stvorena pomoću posebnog procesa livenja u kalupe bakra koji raspoređuje atome bakra i mangana u specifičnu strukturu.
Atomi mangana se zatim uklanjaju iz legure pomoću jeftinog i skalabilnog hemijskog procesa koji se naziva "razlaganje", ostavljajući površinu čistog bakra ispunjenu sitnim mikronskim i nanoskalnim šupljinama.
Bakar se sastoji od češljastih mikropora sa manjim nanoporama unutar svakog zuba; ima ogromnu aktivnu površinu. Uzorak također čini površinu superhidrofilnom, ili hidrofilnom, tako da voda postoji na njoj kao ravan film, a ne kao kapljice.
Hidrofilni efekat znači da bakterijske ćelije imaju poteškoća u održavanju svog oblika kada su istegnute površinskim nanostrukturama, dok porozni uzorak omogućava brže oslobađanje iona bakra.
Ovi kombinirani efekti ne samo da uzrokuju strukturnu degradaciju bakterijskih stanica, čineći ih osjetljivijima na toksične bakrene jone, već i pospješuju uzimanje iona bakra od strane bakterijskih stanica. Upravo ova kombinacija djelovanja uvelike ubrzava eliminaciju bakterija.
Istraživači širom svijeta nastoje razviti nove medicinske materijale i uređaje koji bi pomogli u smanjenju porasta superbakterica otpornih na antibiotike smanjenjem potrebe za antibioticima. Infekcije otporne na lijekove su u porastu, a s ograničenim brojem novih antibiotika na tržištu, razvoj antibakterijskih materijala mogao bi igrati važnu ulogu u rješavanju ovog problema.
Ovaj novi bakreni proizvod nudi obećavajuću i pristupačnu opciju u borbi protiv superbakterica i samo je jedan primjer kako CSIRO pomaže u rješavanju rastućeg rizika od rezistencije na antibiotike.
Ovo istraživanje je pokrenuto kroz doktorski program RMIT-CSIRO, a potom sufinansirano od strane CASS fondacije, Melburn, Australija. Ovaj inovativni proces trenutno je patentiran u Sjedinjenim Državama, Kini i Australiji.
