Теперь металлические поверхности могут быть мгновенными убийцами бактерий

Бактериальные патогены могут жить на поверхностях в течение нескольких дней. Было бы хорошо, если бы часто прикасающиеся поверхности, такие как дверные ручки, могли бы мгновенно убивать их.

Инженеры Университета Пердью создали метод лазерной обработки, который потенциально может превратить любую металлическую поверхность в быстрого уничтожителя бактерий, просто придав поверхности металла другую текстуру.

Лазер обрабатывает поверхность меди, придавая ей текстуру, которая позволит металлу мгновенно убивать бактерии

В исследовании, опубликованном недавно в журнале Advanced Materials Interfaces, исследователи продемонстрировали, что этот метод позволяет поверхности меди мгновенно уничтожать такие бактерии, как MRSA(метициллинрезистентный золотистый стафилококк
).

«Медь использовалась в качестве антимикробного материала на протяжении веков. Но для того, чтобы естественные поверхности меди убивали бактерии, требуются часы», — сказал автор исследования Рахим Рахими, доцент кафедры инженерии материалов из Пердью. «Мы разработали одностадийную технику лазерного текстурирования, которая эффективно улучшает бактериальные свойства поверхности меди».

Этот метод еще не приспособлен для уничтожения вирусов, таких как тот, который ответственен за пандемию COVID-19, ибо они намного меньше бактерий. Однако после публикации этой работы команда Рахими начала тестировать эту технологию на поверхностях других металлов и полимеров, которые используются для снижения роста бактерий и образования биопленки на таких устройствах, как ортопедические имплантаты или носимые пластыри для ран.

По словам Рахими, предоставление имплантатам антимикробной поверхности предотвратит распространение инфекции и устойчивости к антибиотикам, поскольку не будет необходимости в антибиотиках для уничтожения бактерий с поверхности имплантата.

Техника может применяться к металлическим сплавам, которые также обладают антимикробными свойствами. Такие металлы, как медь, обычно имеют действительно гладкую поверхность, что затрудняет уничтожение бактерий при контакте с металлом.

Техника, разработанная командой Рахима, использует лазер для создания наноразмерных структур на поверхности металла. Образцы создают грубую текстуру, которая увеличивает площадь поверхности, что дает больше возможностей для бактерий поражать поверхность и разрываться на месте. 

Исследователи в прошлом использовали различные наноматериальные покрытия для усиления антимикробных свойств металлических поверхностей, но эти покрытия склонны к выщелачиванию и могут быть токсичными для окружающей среды.

«Мы создали надежный процесс, который избирательно генерирует микронные и наноразмерные структуры непосредственно на целевую поверхность, не изменяя объем медного материала», — сказал Рахим, чья лаборатория разрабатывает инновационные материалы и биомедицинские устройства для решения проблем здравоохранения.

Лазерное текстурирование имеет двойной эффект: техника не только улучшает прямой контакт, но и делает поверхность более гидрофильной(способность хорошо впитывать воду). Для ортопедических имплантатов такая поверхность позволяет костным клеткам крепче прикрепляться, улучшая то, насколько хорошо имплантат интегрируется с костью. Команда Рахима наблюдала этот эффект с клетками фибробластов.

Исследователи полагают, что из-за простоты и масштабируемости этой технологии ее можно легко перевести в существующие процессы производства медицинского оборудования.

DOI: 10.1002/admi.201901890

Вас также может заинтересовать:

Новый материал с оптимальными свойствами может заменить ткани человека