צוות חוקרים הצליח לשלוט במרקם פני השטח של ננו-מבנים שיסייעו במאבק נגד חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה
[תרגום מאת ד”ר משה נחמני]
מגיפת הקורונה מעוררת פחדים מגורמים מחוללי מחלות חדשים כגון נגיפים חדשים או חיידקים עמידים לתרופות. בכדי להתמודד עם חשש זה, צוות חוקרים קוריאני מיקד לאחרונה את תשומת הלב שלו בפיתוח טכנולוגיה המאפשרת חיסול חיידקים העמידים לתרופות תוך כדי שליטה על מרקם פני השטח של ננו-חומרים. החוקרים פיתחו ננו-מבנים בעלי מרקם פני שטח המבוססים על תערובת של תחמוצת ברזל/קובלט המתפקדת בתור מצע מגנטו-קטליטי יעיל במיוחד. ממצאיהם פורסמו זה מכבר בכתב העת המדעי Nano Letters.
בשלב הראשון, החוקרים סינתזו ננו-גבישים בעלי פני שטח חלקים שבהם נכרכו מגוון יוני מתכת במעטפת של פולימר אורגני תוך חימומם לטמפרטורות גבוהות במיוחד. במהלך חימום מעטפת הפולימר נוצרת תגובה כימית במצב מוצק ובטמפרטורה גבוהה הגורמת לערבוב יוני המתכת השונים על גבי פני השטח של הננו-גביש תוך יצירת חרירים והסתעפויות בגודל ננומטרי על גבי השטח.
מרקם פני השטח הייחודי הזה נמצא ככזה המזרז תגובה כימית היוצרת צורוני חמצן פעילים (ROS), צורונים המאפשרים השמדת חיידקים. פני השטח נמצאו גם כמגנטיים מאוד וככאלה הנמשכים בקלות לשדה מגנטי חיצוני. כלומר – החוקרים מצאו שיטה סינתטית להמרת ננו-גבישים רגילים לכדי ננו-גבישים מעורבי מתכת-תחמוצת תפקודיים במיוחד. צוות המחקר כינה את טופוגרפית פני השטח הזו – הנראית כהסתעפויות וחרירים והדומה לשדה חרוש – MTex.
הגברת המהירות של הננו חלקיקים
החוקרים אימתו כי מרקם פני השטח הייחודי הזה מגביר את התנועה של ננו-חלקיקים ומאפשר להם בכך לחדור באופן יעיל לתוך מצע ביופילם תוך הדגמת פעילות גבוהה של יצירת צורוני חמצן פעילים, אותם הצורונים הידועים כקטלניים לחיידקים. מערכת זו מייצרת את הצורונים בטווח נרחב של ערכי חומציות (pH) ואלו מסוגלים לפעפע באופן יעיל לתוך הביופילם ולחסל את החיידקים העמידים לתרופות המוטמעים שם. לאור העובדה כי ננו-מבנים אלו הם מגנטיים, ניתן יהיה לאסוף החוצה את שאריות הביופילם אפילו ממיקרו-מבנים מאותגרי-נגישות.
“מבנים חדשניים אלו מדגימים פעילות קטליטית גבוהה,” מסביר אחד מהשותפים לכתיבת המאמר המדעי. “מאפיין זה שימושי במיוחד בחדירה לתוך ביופילם הנמצא אפילו בחללים קטנטנים והוא יעיל בחיסול חיידקים ובהרחקת ביופילם”. “בנוסף, מסביר החוקר, מחקר זה מאפשר בקרה על מרקם פני השטח של ננו-מבנים, תכונה הפותחת צוהר להזדמנויות רבות מבחינת רמת החשיפה והפיתוח של אתרים פעילים”. והחוקר הראשי של המחקר מוסיף ואומר: “אנו צופים כי המבנים הננומטרים החדשניים שלנו יתרמו משמעותית לפיתוח אוסף נרחב של מערכות דמויות אנזימים בממשק שבין הננומטרי לביולוגי”.
עוד בנושא באתר הידען:
