Cel mai subțire material din lume poate preveni infecția implantului
La doar un atom gros, grafenul este cel mai subțire material cunoscut de om. Datorită conductibilității sale ridicate, grafenul poate fi utilizat în diferite dispozitive electronice, cum ar fi ecranele și încărcătoarele de telefon. Noile cercetări se adaugă la lista de utilizări a materialului, deoarece un strat subțire de grafen are un efect antibacterian.
Grafenul a fost găsit în 2002, când un expert în materiale microscopice subțiri a decis să experimenteze straturi foarte subțiri de carbon.
„Supermaterialul” rezultat este acum cunoscut ca unul dintre cele mai puternice materiale din lume - de fapt, este de 200 de ori mai puternic decât oțelul - precum și cel mai subțire.
Fabricat fie ca fulgi, fie ca pelicule, grafenul este mai conductiv electric decât cuprul.
Anterior, cercetătorii au experimentat cu plasarea fulgilor de grafen pe verticală într-un efort de a-și extinde aplicațiile.
În timp ce structurarea grafenului ca „vârfuri” verticale nu este în sine inovatoare, oamenii de știință de la Universitatea de Tehnologie Chalmers din Göteborg, Suedia, sunt primii care demonstrează că plasarea fulgilor distruge vertical bacteriile și previne infecțiile într-un implant chirurgical.
Constatările - care au fost publicate acum în jurnal Interfețe avansate de materiale - sunt deosebit de semnificative având în vedere că cercetările anterioare au dat rezultate contradictorii, unele teste arătând că distruge bacteriile și altele lăsând bacteriile nevătămate.
„Am descoperit că parametrul cheie este orientarea graficului pe verticală”, spune autorul studiului co-corespondent Ivan Mijakovic, profesor la Departamentul de Biologie și Inginerie Biologică de la Universitatea de Tehnologie Chalmers. „Dacă este orizontală, bacteriile nu sunt afectate”, explică el.
Modul în care grafenul poate beneficia de implanturi
Potrivit Food and Drug Administration (FDA), implanturile medicale sunt „dispozitive sau țesuturi care sunt plasate în interiorul sau pe suprafața corpului”. Unele dintre aceste implanturi ar putea înlocui părțile corpului, cum ar fi proteze de șold sau genunchi, sau pot susține pur și simplu buna funcționare a altor organe.
FDA avertizează că infecțiile însoțesc adesea implanturile - mai ales imediat după operație. Deși, de obicei, astfel de infecții pot fi tratate cu medicamente adecvate, în unele cazuri, implantul trebuie îndepărtat complet.
Cu toate acestea, noile cercetări arată că plasarea fulgilor de grafen pe verticală pe suprafața implantului formează un scut de protecție „țepos” care împarte bacteriile și le împiedică să se atașeze.
Important, acest strat protector nu dăunează celulelor umane; celulele umane sunt de 25 de ori mai mari decât bacteriile. Videoclipul de mai jos explică în detaliu cum funcționează vârfurile de grafen.
„Grafenul are un potențial ridicat pentru aplicațiile în domeniul sănătății”, spune autorul studiului corespondent, Jie Sun, profesor asociat în cadrul Departamentului de Micro-Tehnologie și Nanostiințe de la Universitatea de Tehnologie Chalmers.
Minimizarea riscului de respingere a implantului, transformarea inutilă a antibioticelor și protecția împotriva infecției sunt doar câteva dintre aceste aplicații.
Cu toate acestea, avertizează el, „este nevoie de mai multe cercetări înainte de a putea pretinde că [grafenul] este complet sigur. Printre altele, știm că grafenul nu se degradează ușor. ”
„Vrem să prevenim bacteriile să creeze o infecție. În caz contrar, este posibil să aveți nevoie de antibiotice, care ar putea perturba echilibrul bacteriilor normale și, de asemenea, ar spori riscul de rezistență antimicrobiană a agenților patogeni. ”
Autorul primului studiu Santosh Pandit, Departamentul de Biologie și Inginerie Biologică, Universitatea de Tehnologie Chalmers
