משטח נוגד-חיידקים הפעיל גם בחושך

השילוב של שני חומרי צבע פשוטים יחד עם ננו-חלקיקים של זהב הוא קטלני עבור החיידק בחשיפה לאור – אפילו ברמות תאורה נמוכות הקיימות בתוך בניינים כגון בתי חולים

חוקרים מהקולג’ האוניברסיטאי של לונדון (UCL) פיתחו חומר נוגד-חיידקים חדש בעל פוטנציאל לצמצום זיהומים הנולדים בבתי חולים. השילוב של שני חומרי צבע פשוטים יחד עם ננו-חלקיקים של זהב הוא קטלני עבור החיידק בחשיפה לאור – אפילו ברמות תאורה נמוכות הקיימות בתוך בניינים. פעילות השילוב החדש יעילה גם בחושך מוחלט. ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Chemical Science.

זיהומים המתפתחים בבתי-חולים מהווים בעיה קשה ברפואה המודרנית, כאשר זני חיידקים העמידים לחומרי אנטיביוטיקה מקבלים תהודה הולכת וגוברת. למרות שהמוסדרות הרפואיים נוקטים במדיניות חיטוי מחמירה וקפדנית, תוך התעקשות על ניקוי ידיים תכוף של העובדים, והם האכסניה של תרופות חזקות, קשה למגר את הזיהומים הללו אלא אם כן אתה הופך את סביבת בית החולים לעוינת עבור החיידקים. משטחים שונים, כגון אלו של ידיות דלת, ציוד רפואי, מקלדות, עטים וכדומה מהווים מסלולים קלים להתפשטותם של החיידקים, אפילו לידיים שזה עתה נשטפו.

פתרון אפשרי אחד לבעיה זו הוא לפתח אסטרטגיות חלופיות כגון ציפויים נוגדי-חיידקים ההופכים את המשטחים לפחות ידידותיים לזיהומים. משטחים אלו אינם דומים לנוזלים נוגדי-חיידקים שרק שוטפים החוצה את המזהמים – המטרה היא להפוך את המשטח לקטלני באופן מובנה עבור החיידקים המזיקים.

“קיימים מספר חומרי-צבע הידועים כמזיקים לחיידקים בחשיפה לאור בהיר,” מסביר החוקר הראשי Ivan Parkin (מנהל מחלקת הכימיה במכון המחקר). “האור מעורר בחומרים אלו את האלקטרונים שלהם, מעלה את מולקולות הצבע למצב של טריפלט מעורר ובסופו של דבר גורם ליצירת רדיקלי חמצן פעילים ביותר ההורסים את דופנות התאים של החיידקים. במסגרת המיזם שלנו בדקנו שילובים חדשים של חומרי צבע כאלה יחד עם ננו-חלקיקי זהב, וגם הפכנו את הדרכים לטיפול במשטחים כאלו לפשוטות יותר, מה שיהפוך את הטכנולוגיה שלנו לפשוטה וזולה יותר.”

צוות המחקר בחן מספר שילובים שונים של חומרי הצבע סגול גבישי (המשמש כבר היום לטיפול בזיהומי חיידקים) ומתילן בלו ביחד עם ננו-זהב לשם ציפוי משטח של סיליקון. החומר הגמיש הזה משמש באופן נפוץ בתור חומר איטום, ציפוי וכן לבניית התקנים רפואיים כגון שפופרות, צנתרים, אטמים, ומשמש גם בתוך מארזים המגנים על חפצים שונים כגון מקלדות וטלפונים.

בעוד שמחקרים קודמים שעסקו ביצירת משטחים נוגדי-חיידקים התמקדו לרוב בדרכים המורכבות לחיבור חומרי הצבע למשטח, מחקר זה בחר בגישה פשוטה יותר. החוקרים השתמשו בממס אורגני שנועד לנפח את הסיליקון, תוך כדי פעפוען של מולקולות חומרי הצבע וננו-חלקיקי הזהב לתוך הפולימר. בשלב הבא הם טבלו את הסיליקון הזה בתוך תמיסה של הצבע סגול גבישי לשם יצירת שכבת צבע דקיקה על גביי משטח הפולימר.

במסגרת הניסויים שלהם, שבהם המשטחים המזוהמים נחשפו לרמות תאורה הדומות לאלו הנהוגות בבנייני בתי-חולים, משטחים שטופלו על ידי השילוב של סגול גבישי, מתילן בלו וננו-זהב הציגו את ההשפעה נוגדת-החיידקים הטובה ביותר שנצפתה אי-פעם במשטח מסוג זה. יתרה מכך, הטיפול לא הביא לשינוי משמעותי בתכונות של הסיליקון (לדוגמה, רמת דחיית המים שלו), והציפוי לא הושפע משפך של אלכוהול עליו, כלומר שהוא יוכל לעמוד בפני הניקויים החוזרים ונשנים הנערכים בבתי-חולים, מבלי לשחוק אותו.

“למרות שזיהמנו את המשטח עם כמות חיידקים הגבוהה עשרות מונים מהרמה הקיימת בבתי-חולים, וחשפנו אותו לתנאי תאורת פלואורסנט רגילים, כל החיידקים חוסלו בתוך 6-3 שעות, כתלות בזן החיידק,” אמר החוקר הראשי. “זו לכשעצמה הייתה תוצאה מעולה, אולם ההפתעה הגדולה יותר התרחשה עם הדגימה שהשארנו בחושך. גם דגימה זו הציגה הפחתה משמעותית בכמות החיידקים, אף על פי שזה לקח הרבה יותר זמן, כלומר- 8-3 שעות. ובכל זאת, המנגנון המדויק במסגרתו מתרחש מיגור חיידקים זה בחושך עדיין אינו ברור.” זוהי הפעם הראשונה שמשטח נוגד-חיידקים המופעל ע”י אור הראה תוצאה פעילה בחושך. תוצאה זו, יחד עם הביצועים חסרי התקדים בתנאי תאורה רגילים בבתי-חולים, ותהליכי הייצור הפשוטים יחסית והזולים, משמעותם שטכנולוגיה זו היא בעלת הבטחה גדולה ליישומים עתידיים.

הידיעה על המחקר