Wprowadzenie
Co roku choroby wywoływane przez bakterie chorobotwórcze powodują wśród ludzi kilka milionów zgonów. Co więcej, nagminne stosowanie antybiotyków o szerokim spektrum działania wywołało efekt antybiotykooporności wśród wielu szczepów bakterii (np. pneumokoki, gronkowce, prątki gruźlicy), ograniczając znacząco możliwość leczenia chorób zakaźnych, takich jak zapalenie płuc, zatrucia pokarmowe, gruźlica, rzeżączka czy sepsa. Brak odpowiednich środków bakteriobójczych prowadzi do wzrostu śmiertelności i kosztów leczenia, wymuszając intensywne poszukiwania nowatorskich sposobów zwalczania bakterii i ograniczenia ich rozprzestrzeniania, na przykład poprzez zastosowanie pokryć z materiałów, które będą miały właściwości niekorzystne dla adherencji i wzrostu bakterii lub będą zdolne do ich uśmiercania. Poczynając od roku 2015, całkowicie nowym trendem na światowych rynkach są materiały "inteligentne" o właściwościach antybakteryjnych, tak zwane ‘smart antibacterial materials’, które nie tylko posiadają właściwości bakteriobójcze ale także możliwość ich aktywacji lub dezaktywacji pod wpływem czynników zewnętrznych. Szczególnie interesującymi są materiały, które nie tylko zabijają bakterie, lecz także są zdolne do samo-oczyszczenia powierzchni kontaktu z zabitych mikroorganizmów, zaadsorbowanego białka i innych zanieczyszczeń biologicznych.
Uzyskane wyniki
Badania nad takimi właśnie materiałami prowadzone są w grupie Nanowarstw Makromolekuł w Zakładzie Biofizyki Molekularnej i Międzyfazowej, gdzie syntetyzowane są termoprzełączalne szczotki polimerowe z immobilizowanymi nanocząstkami srebra. Ich właściwości, analizowane dla modelowych bakterii E. coli i A. Staphylococcus wskazują na niezwykle silny efekt bakteriobójczy badanych materiałów, aktywujący się samoczynnie w podwyższonej temperaturze i związany z obecnością nanocząstek srebra w warstwie polimerowej.
Antybakteryjne właściwości szczotek polimerowych z wbudowanymi nanocząstkami Ag
Co więcej, dzięki wbudowaniu nanocząstek w strukturę szczotki polimerowej, ich uwalnianie do środowiska zewnętrznego i związane z nim ewentualne działania niepożądane są silnie ograniczone. Poza wkładem w badania podstawowe, bakteriobójcze warstwy sterujące mają olbrzymi potencjał aplikacyjny, obejmujący nie tylko laboratoria medyczne, lecz także systemy klimatyzacji czy przechowywania żywności, gdzie typowym i niepożądanym zjawiskiem jest silne namnażanie się bakterii w podwyższonej temperaturze, które może zostać całkowicie wyeliminowane poprzez zastosowanie pokryć z badanych warstw. Dotychczasowe prace dotyczące tych materiałów zaowocowały nie tylko publikacjami naukowymi w prestiżowych czasopismach, lecz także międzynarodowym zgłoszeniem patentowym (PCT/PL2019/050013).
Osoba publikująca: Kamil Awsiuk