Nový měděný materiál má baktericidní účinek a dokáže zabít 97 % Staphylococcus aureus do čtyř hodin
Nový měděný produkt může pomoci v boji proti rostoucí hrozbě superbakterií tím, že zabíjí bakterie rychleji a efektivněji než standardní měď – více než 100krát účinnější.
Měď byla zvětšena 2, 000krát pod rastrovacím elektronovým mikroskopem, čímž se odhalila její unikátní struktura podobná mikrohřebenu.
Nový měděný produkt je výsledkem společného výzkumu mezi RMIT University a australskou národní vědeckou agenturou CSIRO, jehož výsledky byly právě zveřejněny v Biomaterials.
Měď se již dlouho používá proti různým bakteriálním kmenům, včetně běžného Staphylococcus aureus, protože ionty uvolněné z kovového povrchu jsou pro bakteriální buňky toxické.
Ale jak vysvětluje profesor Qian Ma univerzity RMIT, proces je pomalý při použití standardní mědi a vědci z celého světa pracují na jeho urychlení.
Standardní měděný povrch zabije přibližně 97 % Staphylococcus aureus do čtyř hodin.
Je neuvěřitelné, že když byl Staphylococcus aureus umístěn na náš speciálně navržený měděný povrch, zničil více než 99,99 % buněk během pouhých dvou minut. Nejen, že je efektivnější, je 120krát rychlejší.
Těchto výsledků bylo dosaženo bez pomoci jakýchkoli léků. Měděná konstrukce se u tohoto běžného materiálu velmi osvědčila.
Tým věří, že nový materiál, jakmile bude dále vyvinut, by mohl mít širokou škálu aplikací, včetně antibakteriálních dveřních klik a dalších dotykových povrchů ve školách, nemocnicích, domácnostech a veřejné dopravě, stejně jako antibakteriálních respirátorů nebo filtrace v zařízeních ventilačních systémů, a masky.
Tým nyní zkoumá účinnost vylepšené mědi proti SARS-COV-2, včetně vyhodnocení 3D tištěných vzorků.
Jiné studie ukázaly, že měď může být velmi účinná proti virům, což vedlo Agenturu pro ochranu životního prostředí USA k formálnímu schválení měděných povrchů pro antivirové použití na začátku tohoto roku.
Hlavní autor studie Dr. Jackson Leigh-Smith řekl, že jedinečná porézní struktura mědi je klíčem k její účinnosti jako rychlého hubiče bakterií.
Slitina je vytvořena pomocí speciálního procesu lití do měděné formy, který uspořádá atomy mědi a manganu do specifické struktury.
Atomy manganu jsou pak ze slitiny odstraněny pomocí levného a škálovatelného chemického procesu zvaného „dealloying“, přičemž povrch čisté mědi je vyplněn drobnými dutinami v mikronových a nanometrových rozměrech.
Měď se skládá z hřebenovitých mikropórů s menšími nanopóry v každém zubu; má velkou aktivní plochu. Vzor také činí povrch superhydrofilním neboli hydrofilním, takže voda na něm existuje spíše jako plochý film než jako kapičky.
Hydrofilní efekt znamená, že bakteriální buňky mají potíže udržet svůj tvar, když jsou nataženy povrchovými nanostrukturami, zatímco porézní vzor umožňuje rychlejší uvolňování iontů mědi.
Tyto kombinované účinky nejen způsobují strukturální degradaci bakteriálních buněk, čímž se stávají náchylnějšími k toxickým iontům mědi, ale také podporují příjem iontů mědi bakteriálními buňkami. Právě tato kombinace účinků značně urychluje likvidaci bakterií.
Vědci z celého světa se snaží vyvinout nové lékařské materiály a zařízení, které by pomohly snížit nárůst superbakterií odolných vůči antibiotikům snížením potřeby antibiotik. Infekce odolné vůči lékům jsou na vzestupu a vzhledem k omezenému množství nových antibiotik na trhu by vývoj antibakteriálních materiálů mohl hrát důležitou roli při řešení tohoto problému.
Tento nový měděný produkt nabízí slibnou a dostupnou možnost v boji proti superbakteriím a je jen jedním z příkladů toho, jak CSIRO pomáhá čelit rostoucímu riziku antibiotické rezistence.
Tento výzkum byl zahájen prostřednictvím doktorandského programu RMIT-CSIRO a následně spolufinancován nadací CASS, Melbourne, Austrálie. Tento inovativní proces je v současnosti patentován ve Spojených státech, Číně a Austrálii.
