Dentonet
LEKARZ
E-mail
WYBIERZ KATEGORIĘ
Aktualności
Prawo i finanse
Praca w gabinecie
Student
Edukacja i technologie
Medycyna

Biobójcze nanokompozyty szansą w walce z drobnoustrojami

Publikacja:
Biobójcze nanokompozyty szansą w walce z drobnoustrojami

Biobójcze nanokompozyty szansą w walce z drobnoustrojami

Naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN zaprojektowali i zsyntetyzowali materiały kompozytowe zdolne samoczynnie i nieustannie zabijać bakterie i zapobiegać rozwojowi ich kolonii. Kompozyty można wprowadzać do innych substancji np. do wypełnień dentystycznych.

Materiały kompozytowe zdolne samoczynnie i nieustannie zabijać bakterie i zapobiegać rozwojowi ich kolonii zostały zaprojektowane, wytworzone i scharakteryzowane w Instytucie Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie. – W pracach naszego zespołu staramy się stosować ideę „odwróconej fizyki”: zaczynamy nie od substancji, którą chcemy zbadać, by znaleźć dla niej jakieś zastosowania, tylko od samych zastosowań. Gdy ustalimy potrzeby, pod ich kątem precyzyjnie projektujemy przyszły materiał, przeprowadzamy symulacje numeryczne, po czym próbujemy go syntetyzować – powiedział cytowany w komunikacie dr hab. Łukasz Laskowski, kierownik zespołu w IFJ PAN.

W skład zespołu realizującego badania wchodzą także dr Agnieszka Karczmarska, dr Magdalena Laskowska i dr Mateusz Schabikowski.

Materiały kompozytowe zabijające mikroorganizmy

Potrzeba opracowania nowego materiału biobójczego została zasygnalizowana przez badaczy z Instytutu Fizjologii i Żywienia Zwierząt PAN (IFiŻZ PAN) w Jabłonnie. Zwrócili oni uwagę, że jeśli stosowane szeroko maseczki na twarz są zbyt rzadko wymieniane, to gromadzą mikroorganizmy i mogą być źródłem wtórnego zakażenia. Potrzebny byłby więc materiał działający nie tylko jak filtr, ale również zdolny stale eliminować mikroorganizmy, które się na nim osadzają.

Fizycy z IFJ PAN uznali, że sposobem na rozwiązanie problemu mógłby być materiał kompozytowy zbudowany z neutralnej matrycy z odpowiednio przytwierdzonymi grupami funkcyjnymi potrafiącymi efektywnie zabijać mikroorganizmy. Trwałe mocowanie cząsteczek biobójczych i odpowiedni dobór ich właściwości zagwarantowałby, że materiał zachowałby swoje cechy praktycznie dowolnie długo.

Biobójcze cząsteczki

W kompozytach biobójczych z jonami srebra w zależności od potrzeb można użyć matryc z tlenku glinu albo z ditlenku krzemu (czyli krzemionki). W pierwszym przypadku matryce mają postać sita z porami o średnicach około 40 nanometrów, a w drugim – sfer o rozmiarach od 50 do 500 nm. Matryca porowata umożliwia filtrowanie, na przykład powietrza bądź płynów ustrojowych. Z kolei sferyczna krzemionka pozwala wprowadzać biobójczy materiał do innych substancji np. do wypełnień dentystycznych.

Główną rolę w naszych materiałach pełnią nie matryce, lecz w odpowiedni sposób na nich osadzone grupy funkcyjne. Kluczowy czynnik biobójczy, czyli w tym przypadku jon srebra, jest złapany za pomocą grupy karboksylowej umocowanej na łańcuchu propylowym. Konstrukcja ta jest wiotka i znakomicie pełni rolę żądła czy też noża, który stykając się z bakterią niszczy jej błonę komórkową – wyjaśnia dr Laskowski.

Biobójcze cząsteczki w nowych kompozytach są związane z matrycą chemicznie, a więc trwale. Fakt ten oznacza przede wszystkim, że cząsteczki te będą zdolne wykonywać swoje zadanie wciąż i dokładnie tam, gdzie zostały umieszczone. Z czasem więc nie stracą swoich zdolności, nie zostaną też wypłukane z wypełnienia stomatologicznego do organizmu ani też nie uwolnią się ze zużytej maseczki do środowiska.

Nowe nanokompozyty działające jak woda utleniona

Druga klasa nowych nanokompozytów z IFJ PAN wykorzystuje do walki z bakteriami inne narzędzie. Są to grupy propylowo-fosforanowe zawierające jon miedzi. Wyłapują one z powietrza cząsteczki tlenu. Następnie wspomniany jon miedzi, działający jak jednoelektronowy katalizator, zajmuje się ich redukcją. W zachodzących reakcjach uczestniczy wodór pochodzący z powszechnych w naszym środowisku cząsteczek wody, a w rezultacie w grupach funkcyjnych z miedzią nieustannie tworzy się woda utleniona. W kontakcie z nią większość mikroorganizmów ginie wskutek szoku oksydacyjnego.

Podobnie jak w przypadku nanokompozytów z dodatkiem srebra, miedź także jest trwale związana z matrycą i się nie zużywa. Zużywają się woda i tlen, ale akurat one są naturalnie dostępne w środowisku. Mamy więc do dyspozycji materiał, który w sposób praktycznie nieprzerwany wytwarza pewne ilości świeżej wody utlenionej, jednego z najskuteczniejszych związków biobójczych – podkreśla dr Laskowski. podkreśla też, że testy weryfikujące bioaktywne działanie wszystkich nowych materiałów zostały przeprowadzone w IFiŻZ PAN i koordynowane przez dr. hab. Pawła Kowalczyka.

Biobójcze nanokompozyty z jonami metali są obecnie wytwarzane w IFJ PAN na skalę laboratoryjną, z możliwością dostarczania próbnych ilości w celach wdrożeniowych. Technologię produkcji, znajdującą się na etapie patentowania, można jednak bez większych problemów przeskalować do potrzeb przemysłowych.

Badania sfinansowano z grantu przyznanego przez Narodowego Centrum Nauki.

W dyskusji o tym, czy pacjent może oskarżyć lekarza dentystę o to, że zaraził się w gabinecie koronawirusem, niektórzy powołują się na sądowe orzecznictwo, które dotyczy  zupełnie innej sytuacji. Takie stanowisko przedstawia mec. Ewa Mazur Pawłowska, podkreślając przy tym, że nie można porównywać ryzyka zakażenia koronawirusem do zakażeń WZW czy innych chorób zakaźnych, przenoszonych w sposób inny niż drogą kropelkową.

Źródło: https://pan.pl/


POWIĄZANE ARTYKUŁY

Ukraina Wielka Brytania
UK: dentystka z Ukrainy przed szansą na podjęcie pracy Lekarz

W Wielkiej Brytanii Ukraińcy – ze względu na trwającą wojnę – mogą ubiegać się o azyl. Jedną z osób, które skorzystały z tej możliwości, jest dr Mariya Dolhova – specjalistka stomatologii dziecięcej. Jej długą i pełną wyzwań drogę do podjęcia pracy n...

zeby
Jest szansa na trzecie zęby? Ruszyły prace polskich naukowców Lekarz

Z początkiem 2022 r. naukowcy z Warszawy i Poznania pod kierunkiem dr hab. inż. Agnieszki Gadomskiej-Gajadhur rozpoczęli prace nad projektem mającym na celu wykorzystanie znajdujących się w dziąsłach komórek macierzystych do wyprowadzenia fragmentów ...

Hazem Kalaji
Roślinne gumy do żucia pomogą w walce z koronawirusem? Lekarz

Prof. Hazem Kalaji z Instytutu Biologii SGGW oraz japoński wirusolog dr Seiya Sato opracowali i opatentowali substancję pochodzącą z kanawalii szablastej – rośliny z rodziny bobowatych uprawianej m.in. w Afryce, która ma właściwości zapobiegające inf...

ROZWIŃ WIĘCEJ
jagody
Jagody i żurawina pomogą w walce z próchnicą? Asysta

Badania przeprowadzone przez naukowców z University of Queensland w Brisbane i University of Bristol w Wielkiej Brytanii dowiodły, że substancje zawarte w jagodach oraz żurawinie mogą pomagać w zapobieganiu próchnicy. Hamują one namnażanie bakterii w...

funty
Wielka Brytania: stomatologia NHS przed ostatnią szansą Lekarz

Brytyjskie Towarzystwo Stomatologiczne (BDA) wyraziło ubolewanie, że przyjęty w dniu 26 października nowy budżet nie uwzględnia wyzwań, przed jakimi stoi branża stomatologiczna w Wielkiej Brytanii. Apel BDA oraz opiniotwórczego organu Healthwatch Eng...

prochnica u dzieci
JAMA Network Open: SDF i uszczelniacze w walce z próchnicą u dzieci Lekarz

W przeprowadzonym w ostatnim czasie badaniu oceniono skuteczność diaminofluorku srebra (SDF) i uszczelniaczy w zatrzymywaniu i zapobieganiu próchnicy u uczniów. Naukowcy z Nowego Jorku potwierdzili, że SDF daje wyniki porównywalne z uszczelniaczami, ...

wizyty u dentysty
Wizyty u dentysty ważne w walce z zapaleniem płuc Lekarz

Badanie przeprowadzone przez amerykańskich naukowców dowiodło, że regularne kontrole dentystyczne znacznie zmniejszają ryzyko zachorowań na zapalenie płuc – informuje Dental Tribune. Regularne kontrole dentystyczne zmniejszają ryzyko zapalenia płuc...

europejski plan walki z rakiem
Cała Europa łączy siły w walce z rakiem Lekarz

Europejski plan walki z rakiem ma za zadanie uchronić przed śmiercią z powodu raka 3 miliony Europejczyków. Warta miliardy euro inicjatywa Komisji Europejskiej to wyraz przekonania, że tylko zintegrowane działania pozwolą uzyskać istotne zmniejszenie...

EDM
Centrum e-Zdrowia: ostatnia szansa na szkolenia z EDM Lekarz

Dobiega końca prowadzony przez Akademię Centrum e-Zdrowia projekt, w ramach którego organizowane są szkolenia z Elektronicznej Dokumentacji Medycznej. Ze szkoleń będzie można wziąć udział już tylko w listopadzie. Prowadzone w ramach Akademii Centrum...

Listerine artykul 1
Rewolucja w walce z płytką nazębną? [VIDEO] Asysta

Stosowane przez pacjentów metody codziennej higieny jamy ustnej mają ogromne znaczenie w redukcji płytki nazębnej. W czasopiśmie „Journal of Dental Hygiene” pojawił się artykuł podsumowujący badania dotyczące skuteczności profesjonalnego szczotkowani...

rosiczka
Rosiczka pomoże w walce z antybiotykoopornością Lekarz

Owadożerna rosiczka pomaga naukowcom niszczyć biofilm, jakim bakterie odgradzają się od antybiotyków. Nawet najbardziej zjadliwe bakterie na cewnikach czy materiałach opatrunkowych mają znacznie mniejszą szansę rozwoju i tracą swoją antybiotykooporną...