يمكن للتكنولوجيا تسريع تطوير المواد المضادة للميكروبات – ScienceDaily

أدى القلق المتزايد بشأن العدوى المقاومة للمضادات الحيوية ، إلى جانب العدوى السائدة المكتسبة من المستشفيات من الأدوات الجراحية ، والغرسات ، والأسطح الملامسة بشدة ، إلى تكثيف تطوير المواد المضادة للميكروبات في السنوات الأخيرة.

تعتبر طرق الكيمياء الرطبة التقليدية المستخدمة في إنشاء مواد مبيدات حيوية معقدة وتستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة. في ال مجلة الفيزياء التطبيقيةمن قبل AIP Publishing ، قدم باحثون من بلجيكا وجمهورية التشيك وإيطاليا درسًا تعليميًا يستكشفون فيه بديلاً واعدًا يسمى هندسة السطح الممكّنة بالبلازما.

قال المؤلف المشارك أنتون نيكيفوروف ، “الهندسة القائمة على البلازما هي طريقة غير مكلفة وصديقة للبيئة ، لأنها لا تتطلب استخدام المذيبات ويمكن توسيع نطاقها إلى الإنتاج الصناعي بشكل مباشر نسبيًا”.

تعتمد التقنية على البلازما غير المتوازنة ، أو الغاز المتأين جزئيًا ، الذي ينتج تفاعلات كيميائية لتغيير الخصائص على سطح المادة. تخلق مستويات الحرارة المختلفة داخل البلازما – الغازات النبيلة المتأينة أو الأكسجين أو الهواء – مسارات كيميائية مميزة. يمكن معالجة التفاعلات عن طريق تعديل الطاقة الكهربائية لتنشيط السطح وترسيب الطلاء والبنية النانوية السطحية لأي مادة صلبة تقريبًا.

يمكن للهندسة التي تدعم البلازما أن تخلق أسطحًا تقتل الاتصال ، ومضادة للحشف ، وتحرر الدواء. المواد القاتلة للتلامس تدمر الكائنات الحية الدقيقة من خلال المسامير المجهرية التي تثقب الكائنات الحية الدقيقة عند ملامستها. أظهرت إحدى الدراسات أن الهياكل النانوية المصنوعة من السيليكون الأسود المحفور بالبلازما شديدة الجراثيم ضد مجموعة متنوعة من البكتيريا ، بما في ذلك Staphylococcus aureus ، وهي بكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية معروفة بأنها تسبب عدوى جلدية خطيرة يمكن أن تصيب مجرى الدم والرئتين والقلب والعظام.

تمنع المواد المضادة للحشف الكائنات الحية الدقيقة من التراكم على الأسطح لتشكيل الأغشية الحيوية والبيئات الميكروبية الخطرة الأخرى. بعض هذه المواد مستوحاة مما اخترعته الطبيعة بالفعل ، مثل الخصائص المانعة للحشف في السيكادا وأجنحة اليعسوب ، والتي تتكون من حشوات نانوية تقتل الميكروبات عند التلامس وتنتج مواد كيميائية حيوية لصد الرطوبة.

كما تم تطوير الطلاءات الرقيقة شديدة المقاومة للماء المبلمرة بالبلازما – وهي مواد مقاومة للماء مستوحاة من أوراق اللوتس – على نطاق واسع والتحقيق في خصائصها المضادة للحشف. مع نقص الرطوبة ، يتم منع الكائنات الحية الدقيقة من الالتصاق بهذه الأسطح والتكاثر عليها.

تتحكم أسطح إطلاق الأدوية في إطلاق المركبات المضادة للميكروبات ، مما يتيح توصيل جرعات عالية من المضادات الحيوية إلى المواقع المستهدفة ، وهو أمر مفيد بعد الجراحة. على سبيل المثال ، تم ترسيب الفانكومايسين ، وهو مضاد حيوي شائع ، داخل جزيئات كروية. تم تحقيق ذلك في ترسيب البلازما بمساعدة الهباء الجوي الذي يجمع بين البلازما عالية الطاقة والهباء الجوي.

تم تطوير العديد من الطرق القائمة على البلازما لإنشاء مثل هذه الأسطح ، بما في ذلك حفر بلازما الضغط المنخفض والضغط الجوي ، وبلمرة البلازما ، والرش ، وتجميع الغاز للجسيمات النانوية ، وترسيب البلازما بمساعدة الهباء الجوي ، ومجموعات مختلفة من نفس الأساليب.

على الرغم من أن الهندسة القائمة على البلازما ستتسارع بالتأكيد ، لا تزال هناك تحديات يجب التغلب عليها ، بما في ذلك الحاجة إلى فهم أفضل لكيفية التصاق البكتيريا بالأسطح وما يحدث بالضبط عند تدمير الكائنات الحية الدقيقة.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من المعهد الأمريكي للفيزياء. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *