O nouă suprafaţă de cupru special proiectată poate ucide bacteriile de 100 de ori mai rapid şi mai eficient decât cuprul standard şi ar putea ajuta la combaterea superbacteriilor rezistente la antibiotice.
Cuprul este folosit demult pentru a lupta împotriva diferitelor tulpini de bacterii, inclusiv a stafilococului auriu din ce în ce mai des întâlnit. Ionii de cupru eliberaţi pe suprafaţa metalului sunt toxici pentru celulele bacteriene.
Noul produs din cupru este rezultatul unui proiect de cercetare realizat în colaborare de specialişti de la universitatea RMIT şi Agenţia Naţională de Ştiinţă din Australia - CSIRO, care şi-au publicat cercetarea în numărul din ianuarie al revistei on-line Biomaterials.
„O suprafaţă standard de cupru va ucide aproximativ 97% din stafilococul de aur în patru ore. A fost incredibil să observăm că, atunci când am plasat bacterii cu stafilococul de aur pe suprafaţa de cupru special proiectată de noi, aceasta a distrus în doar două minute mai mult de 99,99% dintre celule. Deci, nu numai că este mai eficient, este şi de 120 de ori mai rapid", explică profesorul Ma Qian, de la universitatea RMIT.
Important, a mai spus Qian, aceste rezultate au fost obţinute fără ajutorul vreunui medicament. „Structura noastră de cupru s-a dovedit a fi remarcabil de puternică pentru un material obişnuit", a spus el.
Cercetătorii spun că ar putea exista o gamă largă de aplicaţii pentru noul material pe măsură ce acesta va fi dezvoltat în continuare, inclusiv uşi antimicrobiene şi alte suprafeţe tactile pentru şcoli, spitale, locuinţe şi transportul public, precum şi filtre anti-microbiene pentru aparatele de respirat, sistemele de ventilaţie ale aerului şi pentru măştile de faţă.
Echipa cercetează în prezent eficacitatea sporită a cuprului împotriva SARS-COV-2, virusul care provoacă Covid-19, inclusiv evaluarea probelor obţinute prin imprimarea 3D.
Studii anterioare, care au demonstrat că acest material ar putea fi extrem de eficient împotriva virusului SARS-CoV-2, a determinat Agenţia pentru Protecţia Mediului din SUA să aprobe oficial, la începutul acestui an, suprafeţele de cupru în utilizarea antivirală.
Autorul principal al studiului, dr. Jackson Leigh Smith, a declarat că structura poroasă unică a cuprului a fost cheia eficacităţii sale în cazul uciderii rapide a bacteriilor.
Pentru a face aliajul, cercetătorii au folosit un proces special de turnare a mucegaiului de cupru, aranjând atomii de cupru şi mangan în formaţiuni specifice. Atomii de mangan au fost apoi îndepărtaţi din aliaj folosind un proces chimic ieftin şi scalabil, lăsând cuprul pur plin de cavităţi mici la scară micro şi nanometrică pe suprafaţa sa.
„Structura face ca suprafaţa sa să fie super hidrofilă, astfel încât apa va forma un film plat, în loc de picături. Efectul hidrofil face ca celulele bacteriene să nu-şi poată păstra forma pe măsură ce sunt întinse de nanostructura de suprafaţă, în timp ce modelul poros permite ionilor de cupru să se elibereze mai repede. Aceste efecte combinate nu numai că provoacă degradarea structurală a celulelor bacteriene, făcându-le mai vulnerabile la ionii de cupru otrăvitori, dar facilitează, de asemenea, absorbţia ionilor de cupru în celulele bacteriene. Această combinaţie de efecte duce la eliminarea accelerată a bacteriilor", explică dr. Smith.
Dr. Daniel Liang de la CSIRO a declarat că cercetători din întreaga lume caută să dezvolte noi materiale şi dispozitive medicale care ar putea ajuta la reducerea creşterii super-bacteriilor rezistente la antibiotice.
„Infecţiile rezistente la medicamente sunt în creştere şi, cum apariţia pe piaţă a unor noi antibiotice este limitată, dezvoltarea materialelor rezistente la bacterii va juca probabil un rol important în abordarea problemei. Acest nou produs din cupru oferă o opţiune promiţătoare şi accesibilă pentru combaterea super-bacteriilor", a mai spus Liang.
