Novi bakreni materijal ima baktericidni učinak i može ubiti 97% Staphylococcus aureus unutar četiri sata
Novi proizvod od bakra može pomoći u borbi protiv rastuće prijetnje superbakterija ubijajući bakterije brže i učinkovitije od standardnog bakra – više od 100 puta učinkovitije.
Bakar je povećan 2,000 puta pod skenirajućim elektronskim mikroskopom, otkrivajući njegovu jedinstvenu strukturu nalik mikročešlju.
Novi proizvod od bakra rezultat je zajedničkog istraživanja Sveučilišta RMIT i australske nacionalne znanstvene agencije CSIRO, čiji su rezultati upravo objavljeni u časopisu Biomaterials.
Bakar se dugo koristi protiv različitih bakterijskih sojeva, uključujući uobičajeni Staphylococcus aureus, jer su ioni oslobođeni s metalne površine toksični za bakterijske stanice.
No, kako objašnjava ugledni profesor Sveučilišta RMIT Qian Ma, proces je spor kada se koristi standardni bakar, a istraživači diljem svijeta rade na tome da ga ubrzaju.
Standardna bakrena površina će ubiti približno 97% Staphylococcus aureusa unutar četiri sata.
Nevjerojatno, kada je Staphylococcus aureus stavljen na našu posebno dizajniranu bakrenu površinu, uništio je više od 99,99% stanica u samo dvije minute. Ne samo da je učinkovitiji, nego je i 120 puta brži.
Ovi rezultati su postignuti bez pomoći bilo kakvih lijekova. Konstrukcija od bakra pokazala se vrlo učinkovitom za ovaj uobičajeni materijal.
Tim vjeruje da bi novi materijal, nakon što se dalje razvije, mogao imati širok raspon primjena, uključujući antibakterijske ručke na vratima i druge dodirne površine u školama, bolnicama, domovima i javnom prijevozu, kao i antibakterijske respiratore ili filtraciju u uređajima ventilacijskih sustava, i maske.
Tim sada istražuje učinkovitost poboljšanog bakra protiv SARS-COV-2, uključujući procjenu 3D tiskanih uzoraka.
Druge su studije pokazale da bi bakar mogao biti vrlo učinkovit protiv virusa, što je navelo američku Agenciju za zaštitu okoliša da službeno odobri bakrene površine za antivirusnu upotrebu ranije ove godine.
Glavni autor studije dr. Jackson Leigh-Smith rekao je da je jedinstvena porozna struktura bakra ključ njegove učinkovitosti kao brzog uništavanja bakterija.
Legura je stvorena posebnim postupkom lijevanja bakrenih kalupa koji raspoređuje atome bakra i mangana u specifičnu strukturu.
Atomi mangana zatim se uklanjaju iz legure korištenjem jeftinog i skalabilnog kemijskog procesa koji se naziva "dealogiranje", ostavljajući površinu čistog bakra ispunjenu sitnim šupljinama mikronske i nanomjere.
Bakar se sastoji od mikropora nalik češlju s manjim nanoporama unutar svakog zuba; ima veliku aktivnu površinu. Uzorak također čini površinu superhidrofilnom ili hidrofilnom, tako da voda na njoj postoji kao ravni film, a ne kao kapljice.
Hidrofilni učinak znači da bakterijske stanice teško održavaju svoj oblik kada ih rastežu površinske nanostrukture, dok porozni uzorak omogućuje brže otpuštanje iona bakra.
Ovi kombinirani učinci ne samo da uzrokuju strukturnu degradaciju bakterijskih stanica, čineći ih osjetljivijima na toksične ione bakra, već također potiču unos iona bakra u bakterijske stanice. Upravo ova kombinacija učinaka uvelike ubrzava eliminaciju bakterija.
Istraživači diljem svijeta nastoje razviti nove medicinske materijale i uređaje koji bi pomogli smanjiti porast superbakterija 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 proizvod od bakra nudi obećavajuću i pristupačnu opciju u borbi protiv superbakterija i samo je jedan primjer kako CSIRO pomaže u borbi protiv rastućeg rizika od otpornosti na antibiotike.
Ovo istraživanje je pokrenuto kroz doktorski program RMIT-CSIRO, a kasnije ga je sufinancirala Zaklada CASS, Melbourne, Australija. Ovaj inovativni proces trenutno je patentiran u Sjedinjenim Državama, Kini i Australiji.
