Biobójcze nanokompozyty pomogą w walce z drobnoustrojami. Niezwykłe dokonanie naukowców z PAN

Naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk stworzyli biobójcze nanokompozyty. Cząsteczki te są zdolne samodzielnie zabijać mikroorganizmy oraz zapobiegać rozwojowi ich kolonii. To sposób na walkę z bakteriami opornymi na antybiotyki.

Naukowcy PAN opracowali biobójcze nanokompozyty

Biobójcze nanokompozyty opracowali naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk, którzy zwrócili uwagę na bakterie oporne na antybiotyki. Jak przyznali, ich liczba stale rośnie i staje się coraz większym wyzwaniem nie tylko dla lekarzy, ale również dla fizyków zajmujących się inżynierią materiałową. Z tego powodu badacze postanowili opracować materiał, który samodzielnie zabija mikroorganizmy, a także zapobiega rozwojowi ich kolonii.

Potrzebę nowych badań zauważono w trakcie pandemii COVID-19. Naukowcy zwrócili uwagę na maseczki, które mają chronić przed rozprzestrzenianiem się bakterii. Niestety zbyt rzadko wymieniane same gromadzą mikroorganizmy. W konsekwencji mogą być źródłem wtórnego zakażenia.

„Sposobem na rozwiązanie problemu mógłby być materiał kompozytowy zbudowany z neutralnej matrycy z odpowiednio przytwierdzonymi grupami funkcyjnymi potrafiącymi efektywnie zabijać mikroorganizmy. Trwałe mocowanie cząsteczek biobójczych i odpowiedni dobór ich właściwości zagwarantowałby, że materiał zachowałby swoje cechy praktycznie dowolnie długo” – wytłumaczono na stronie PAN.

Nanokompozyty wytwarzają wodę utlenioną

Fizycy zastosowali biobójcze cząsteczki, które w kompozytach trwale są związane z matrycą. Oznacza to, że są one zdolne do wykonywania swojego zadania w miejscu, w którym zostały umieszczone. Nie będą również tracić swoich właściwości pomimo upływającego czasu, ani nie przedostaną się do środowiska z powierzchni maseczki.

„Główną rolę w naszych materiałach pełnią nie matryce, lecz w odpowiedni sposób na nich osadzone grupy funkcyjne. Kluczowy czynnik biobójczy, czyli w tym przypadku jon srebra, jest złapany za pomocą grupy karboksylowej umocowanej na łańcuchu propylowym. Konstrukcja ta jest wiotka i znakomicie pełni rolę żądła czy też noża, który stykając się z bakterią niszczy jej błonę komórkową” – wyjaśnia dr Laskowski.

Druga klasa opracowanych przez specjalistów PAN nanokompozytów to grupy propylowo-fosforanowe zawierające jon miedzi. Działają one poprzez wyłapywanie z powietrza cząsteczek tlenu, a jon miedzi pełniący rolę katalizatora redukuje je. W reakcji tej uczestniczy również wodór, który w połączeniu tworzy wodę utlenioną. W efekcie zetknięcia się z nią większość mikroorganizmów ginie na skutek szoku oksydacyjnego.

„Miedź jest trwale związana z matrycą i się nie zużywa. Zużywają się woda i tlen, ale akurat one są naturalnie dostępne w środowisku. Mamy więc do dyspozycji materiał, który w sposób praktycznie nieprzerwany wytwarza pewne ilości świeżej wody utlenionej, jednego z najskuteczniejszych związków biobójczych” – wyjaśnia dr Laskowski.

Źródło: PAN