Най-тънкият материал в света може да предотврати инфекция с импланти
Само с дебелина на един атом графенът е най-тънкият материал, познат на човека. Поради високата си проводимост, графенът може да се използва в различни електронни устройства като екрани на телефони и зарядни устройства. Ново изследване допълва списъка на употребите на материала, тъй като се установява, че тънкият слой графен има антибактериален ефект.
Графенът е открит през 2002 г., когато експерт по микроскопски тънки материали решава да експериментира с много тънки слоеве въглерод.
Полученият „суперматериал“ сега е известен като един от най-здравите материали в света - всъщност той е 200 пъти по-здрав от стоманата - както и най-тънкият.
Изработен или като люспи, или като филм, графенът е по-електропроводим от медта.
Преди това изследователите са експериментирали с поставянето на графеновите люспи вертикално в опит да разширят приложението му.
Въпреки че структурирането на графен като вертикални „шипове“ само по себе си не е иновативно, учените от Технологичния университет Чалмърс в Гьотеборг, Швеция, са първите, които демонстрират, че поставянето на люспите вертикално унищожава бактериите и предотвратява инфекции в хирургически имплант.
Констатациите - които вече са публикувани в списанието Разширени интерфейси за материали - са особено значими, като се има предвид, че предишни изследвания са дали противоречиви резултати, като някои тестове показват, че унищожават бактериите, а други оставят бактериите невредими.
„Открихме, че ключовият параметър е да се ориентира графенът вертикално“, казва авторът на съответното изследване Иван Миякович, професор в Катедрата по биология и биологично инженерство в Технологичния университет Чалмърс. „Ако е хоризонтално, бактериите не се увреждат“, обяснява той.
Как графенът може да се възползва от имплантите
Според Администрацията по храните и лекарствата (FDA) медицинските импланти са „устройства или тъкани, които се поставят вътре или на повърхността на тялото“. Някои от тези импланти могат да заменят части от тялото, като протезиране на тазобедрената става или коляното, или просто могат да подпомогнат доброто функциониране на други органи.
FDA предупреждава, че инфекциите често придружават импланти - особено веднага след операцията. Въпреки че обикновено такива инфекции могат да бъдат лекувани с подходящи лекарства, в някои случаи имплантът трябва да бъде премахнат изобщо.
Новото изследване обаче показва, че поставянето на графенови люспи вертикално върху повърхността на импланта образува „остър“ защитен щит, който нарязва бактериите и предотвратява прикрепването им.
Важно е, че този защитен слой не уврежда човешките клетки; човешките клетки са 25 пъти по-големи от бактериите. Видеото по-долу обяснява по-подробно как работят графеновите шипове.
„Графенът има висок потенциал за здравни приложения“, казва авторът на съответното изследване Jie Sun, доцент в катедрата по микротехнологии и нанонауки в Chalmers University of Technology.
Минимизирането на риска от отхвърляне на импланта, превръщането на антибиотиците в излишни и защитата срещу инфекция са само някои от тези приложения.
Въпреки това, той предупреждава, „необходими са повече изследвания, преди да можем да твърдим, че [графенът] е напълно безопасен. Освен всичко друго, знаем, че графенът не се разгражда лесно. “
„Искаме да предотвратим бактериите да създадат инфекция. В противен случай може да се нуждаете от антибиотици, които могат да нарушат баланса на нормалните бактерии и също така да увеличат риска от антимикробна резистентност от патогени. "
Автор на първото изследване Сантош Пандит, Катедра по биология и биологично инженерство, Технологичен университет Чалмърс
