Nový Nanotech ničí bakterie a plísňové buňky, přičemž ponechává lidské buňky neškodné

Plísňová buňka (zelená) spojená s vrstvou černého fosforu (červená) nanothinu. Obrázek je zvětšen 25 000krát. Zápočet: RMIT University

Nanotinový antimikrobiální povlak může předcházet a léčit potenciálně smrtelné infekce.

Vědci vytvořili nový povlak ničící superbug, který lze aplikovat na obvazy a implantáty k prevenci a léčbě potenciálně smrtelných bakteriálních a plísňových infekcí.

Materiál je jedním z nejtenčích dosud vyvinutých antimikrobiálních povlaků a je účinný proti mnoha bakteriím a houbovým buňkám rezistentním na léčiva, přičemž lidské buňky ponechává nedotčené.

Antibiotická rezistence je hlavní hrozbou pro globální zdraví a způsobuje nejméně 700 000 úmrtí ročně. Bez pokroku nových antibakteriálních terapeutů by úmrtí mohlo do roku 2050 vzrůst na 10 milionů lidí ročně, což odpovídá nákladům na zdravotní péči 100 bilionů USD.

MRSA Nanothin Antimikrobiální povlak

MRSA rezistence na léky před a po lehkém nanopovlaku. Zápočet: RMIT University

Zatímco zdravotní zátěž plísňových infekcí je méně známá, na celém světě každý rok zabijí téměř 1,5 milionu lidí a stále více umírají. Objevující se hrozbou například u hospitalizovaných pacientů s COVID-19 je běžná houba, Aspergillus, které mohou způsobit smrtící sekundární infekce.

Nový povlak od týmu vedeného společností RMIT je založen na ultratenkém 2D materiálu, který byl pro elektroniku nové generace dosud primárně zajímavý.

Studie na černém fosforu (BP) ukázaly, že má některé antibakteriální a antifungální vlastnosti, ale materiál nebyl nikdy metodicky hodnocen pro možné klinické použití.

Nový výzkum publikovaný v časopise American Chemical Society Použité materiály a rozhraní, odhalili, že BP je účinný při ničení mikrobů, když se šíří v nanotinových vrstvách na povrchy, jako je titan a bavlna, které se používají k výrobě implantátů a obvazů na rány.

Candida auris Houba Černý fosfor

Houba Candida auris před exponovanými ultratenkými černými fosforovými povlaky (vlevo) a poté (vpravo). Zápočet: RMIT University

Ředitel výzkumu Dr. Aaron Elbourne uvedl, že nalezení materiálu, který může zabránit bakteriálním i plísňovým infekcím, je významným pokrokem.

“Tyto patogeny jsou zodpovědné za mnoho zdravotních zátěží a s tím, jak rezistence na léky stále roste, naše schopnost léčit infekce se stává stále obtížnější,” řekl Elbourne, postdoktorand na School of Science v RMIT, as.

“Do války proti superbugům potřebujeme nové chytré zbraně, které nepřispívají k problému antimikrobiální rezistence.”

„Náš nanotinový povlak je dvojitým zabijákem, který ničí bakterie a buňky plísní, což znesnadňuje adaptaci mikrobů. Bude trvat miliony let, než se přirozeně vytvoří nová ochrana. Smrtelného fyzického útoku.

„I když potřebujeme další výzkum, abychom mohli tuto technologii použít v klinickém prostředí, je to zajímavý nový směr při hledání efektivnějších způsobů řešení této vážné zdravotní výzvy.“

A coli Nanothin Antimikrobiální povlak

Bakterie E. coli před nanesením nanotinového antimikrobiálního povlaku (vlevo) a po (vpravo). Zápočet: RMIT University

Spoluřešitel, vědecký pracovník, profesor Sumeet Walia z RMIT’s School of Engineering, vedl průkopnickou studii využívající BP pro technologii umělé inteligence a napodobování elektroniky.

“BP ničí přítomnost kyslíku, což je často velký problém pro elektroniku a něco, co musíme dosáhnout pečlivým přesným inženýrstvím, abychom zlepšili naše technologie,” řekla Walia.

“Ale materiály, které se snadno poškodí pomocí kyslíku, by mohly být ideální pro zabíjení mikrobů – to je přesně to, co hledají vědci pracující na antimikrobiálních technologiích.”

„Náš problém je tedy jejich řešení.“

Jak funguje zabiják nanothinových chyb

Jak se BP rozpadá, oxiduje povrch bakterií a plísňových buněk. Tento proces, známý jako buněčná oxidace, jej nakonec rozloží.

V nové studii testovala první autorka a PhD výzkumnice Zo Shaw účinnost nanotinových vrstev BP proti pěti běžným bakteriím, jako jsou E. coli a rezistentní vůči MRSA, a také proti plísním pěti tříd, včetně Candida auris.

Za pouhé dvě hodiny je zničeno až 99% bakterií a buněk hub.

Aaron Elbourne, Zo Shaw a Sumeet Walia

Aaron Elbourne, PhD výzkumník Zo Shaw a docent Sumeet Walia. Zápočet: RMIT University

Důležité je, že BP se v té době také začíná samodestruktovat a během 24 hodin se úplně rozloží – důležitá vlastnost, která naznačuje, že se materiál v těle nehromadí.

Laboratorní studie identifikovaly nejpodobnější hladiny TK, které mají smrtelný antimikrobiální účinek, přičemž lidské buňky zůstávají zdravé a celistvé.

Vědci již začali experimentovat s různými formulacemi, aby otestovali účinnost různých povrchů souvisejících s lékařstvím.

Tým má zájem spolupracovat s potenciálními průmyslovými partnery na dalším zdokonalování technologie, pro kterou byla podána předběžná patentová přihláška.

Reference: „Layer Spectrum Solvent-free Layered Black Phosphorus as a Rapid Action Antimicrobial“ od ZL Shaw, Sruthi Kuriakose, Samuel Cheeseman, Edwin LH Mayes, Alishiya Murali, Zay Yar Oo, Taimur Ahmed, Nhiem Tran, Kylie Boyce, James Chapman , Christopher F. McConville, Russell J. Crawford, Patrick D. Taylor, Andrew J. Christofferson, Vi Khanh Truong, Michelle JS Spencer, Aaron Elbourne a Sumeet Walia, 12. dubna 2021, Použité materiály a rozhraní.
DOI: 10,1021 / acsami.1c01739

Výzkumný tým RMIT dále zahrnoval: Sruthi Kuriakose a Dr. Taimur Ahmed (Engineering); Samuel Cheeseman, Dr. James Chapman, Dr. Nhiem Tran, profesor Russell Crawford, Dr. Vi Khanh Truong, Patrick Taylor, Dr. Andrew Christofferson, profesor Michelle Spencer a Dr. Kylie Boyce (věda); a Dr. Edwin Mayes (RMIT Microscope and Microanalysis Facility).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Výjimečná biologická rozmanitost ve 14,7 milionu let starém tropickém deštném pralese a osvětluje vývoj

Ekologická rekonstrukce bioty Zhangpu. Obrazový kredit: NIGPAS Nově objevený miocénní biom osvětluje vývoj deštného pralesa Mezinárodní výzkumná skupina vedená profesorem WANG Bo a profesorem SHI...

Newsletter

Subscribe to stay updated.