Visplānākais materiāls pasaulē var novērst implantu infekciju
Tikai viena atoma biezumā grafēns ir visplānākais materiāls, ko cilvēks zina. Pateicoties tā lielajai vadītspējai, grafēnu varēja izmantot dažādās elektroniskajās ierīcēs, piemēram, tālruņu ekrānos un lādētājos. Jauns pētījums papildina materiāla lietojumu sarakstu, jo tiek konstatēts, ka plānam grafēna slānim ir antibakteriāla iedarbība.
Grafēns tika atrasts 2002. gadā, kad mikroskopiski plānu materiālu eksperts nolēma eksperimentēt ar ļoti plānām oglekļa kārtām.
Rezultātā iegūtais "virsmateriāls" tagad ir pazīstams kā viens no spēcīgākajiem materiāliem pasaulē - patiesībā tas ir 200 reizes stiprāks nekā tērauds -, kā arī visplānākais.
Izgatavots vai nu kā pārslas vai plēves, grafēns ir elektrību vadošāks nekā varš.
Iepriekš pētnieki ir eksperimentējuši ar grafēna pārslu novietošanu vertikāli, cenšoties paplašināt tā pielietojumu.
Kaut arī grafēna strukturēšana kā vertikālas “tapas” pati par sevi nav novatoriska, zinātnieki no Čalmersa Tehnoloģiju universitātes Gēteborgā, Zviedrijā, pirmie pierāda, ka pārslu novietošana vertikāli iznīcina baktērijas un novērš infekcijas ķirurģiskā implantā.
Secinājumi - kas tagad ir publicēti žurnālā Uzlaboto materiālu saskarnes - ir īpaši nozīmīgi, ņemot vērā to, ka iepriekšējie pētījumi sniedza pretrunīgus rezultātus, daži testi parādīja, ka tas iznīcina baktērijas, bet citi atstāj baktērijas neskartas.
"Mēs atklājām, ka galvenais parametrs ir grafēna orientācija vertikāli," saka līdzatbildīgais pētījuma autors Ivans Mijakovičs, Čalmersas Tehnoloģiju universitātes Bioloģijas un bioloģiskās inženierijas katedras profesors. "Ja tas ir horizontāls, baktērijām netiek nodarīts kaitējums," viņš paskaidro.
Kā grafēns var dot labumu implantiem
Saskaņā ar Pārtikas un zāļu pārvaldi (FDA), medicīniskie implanti ir “ierīces vai audi, kas novietoti ķermeņa iekšpusē vai uz virsmas”. Daži no šiem implantiem var aizstāt ķermeņa daļas, piemēram, gūžas vai ceļa protezēšanu, vai arī tie var vienkārši atbalstīt citu orgānu labu darbību.
FDA brīdina, ka infekcijas bieži pavada implantus - īpaši tūlīt pēc operācijas. Lai gan parasti šādas infekcijas var ārstēt ar piemērotiem medikamentiem, dažos gadījumos implants ir pilnībā jānoņem.
Tomēr jaunie pētījumi rāda, ka grafēna pārslu vertikāla novietošana uz implanta virsmas veido “smailu” aizsargapvalku, kas sagriež baktērijas un neļauj tām piestiprināties.
Svarīgi ir tas, ka šis aizsargslānis nekaitē cilvēka šūnām; cilvēka šūnas ir 25 reizes lielākas nekā baktērijas. Tālāk esošajā videoklipā sīkāk paskaidrots, kā darbojas grafēna tapas.
"Grafēnam ir liels potenciāls veselības lietojumiem," saka līdzautoriskais pētījuma autors Jie Sjē, Čalmersas Tehnoloģiju universitātes Mikrotehnoloģijas un nanozinātņu katedras asociētais profesors.
Implanta atgrūšanas riska samazināšana, antibiotiku padarīšana par nevajadzīgu un aizsardzība pret infekciju ir tikai daži no šiem lietojumiem.
Tomēr viņš brīdina: "Lai varētu apgalvot, ka [grafēns] ir pilnīgi drošs, ir nepieciešami vairāk pētījumu. Cita starpā mēs zinām, ka grafēns nedegradējas viegli. ”
“Mēs vēlamies novērst baktēriju infekcijas rašanos. Pretējā gadījumā jums var būt nepieciešamas antibiotikas, kas var izjaukt normālu baktēriju līdzsvaru un palielināt patogēnu antimikrobiālās rezistences risku. ”
Pirmā pētījuma autore Santoša Pandita, Chalmersas Tehnoloģiju universitātes Bioloģijas un bioloģiskās inženierijas nodaļa
