Maailma kõige õhem materjal võib takistada implantaadi nakatumist
Vaid ühe aatomi paksusel on grafeen inimesele teadaolevalt kõige õhem materjal. Suure juhtivuse tõttu sai grafeeni kasutada erinevates elektroonikaseadmetes, näiteks telefoni ekraanides ja laadijates. Uued uuringud lisavad materjali kasutusalade loetelu, kuna õhukesel grafeenikihil on antibakteriaalne toime.
Grafeen leiti 2002. aastal, kui mikroskoopiliselt õhukeste materjalide ekspert otsustas katsetada väga õhukeste süsinikukihtidega.
Saadud "supermaterjal" on nüüd tuntud kui üks maailma tugevamaid materjale - tegelikult on see terasest 200 korda tugevam - ja ka kõige õhem.
Valmistatud kas helveste või kiledena, on grafeen elektrit juhtivam kui vask.
Varem on teadlased katsetanud grafeenihelveste vertikaalset asetamist, püüdes selle rakendusi laiendada.
Kuigi grafeeni struktureerimine vertikaalsete "naastude" kujul ei ole iseenesest uuenduslik, on Rootsis Göteborgis asuva Chalmersi tehnikaülikooli teadlased esimesed, kes tõestavad, et helveste vertikaalselt asetamine hävitab bakterid ja hoiab ära infektsioonid kirurgilises implantaadis.
Tulemused - mis on nüüd ajakirjas avaldatud Täiustatud materjalide liidesed - on eriti olulised, kuna varasemad uuringud andsid vastukäivaid tulemusi, mõned testid näitasid, et see hävitab baktereid, teised aga jätavad bakterid vigastusteta.
"Me avastasime, et peamine parameeter on grafeeni vertikaalne orientatsioon," ütleb kaasvastav uuringu autor Ivan Mijakovic, Chalmersi tehnikaülikooli bioloogia ja biotehnika osakonna professor. "Kui see on horisontaalne, ei kahjustata baktereid," selgitab ta.
Kuidas grafeen implantaatidele kasulik saab olla
Toidu- ja ravimiameti (FDA) andmetel on meditsiinilised implantaadid "seadmed või koed, mis on paigutatud keha sisse või pinnale". Mõned neist implantaatidest võivad asendada kehaosi, näiteks puusa- või põlveliigese proteesimist, või toetavad lihtsalt teiste elundite head tööd.
FDA hoiatab, et implantaatidega kaasnevad sageli infektsioonid - eriti kohe pärast operatsiooni. Kuigi tavaliselt saab selliseid nakkusi ravida sobivate ravimitega, tuleb mõnel juhul implantaat täielikult eemaldada.
Uus uuring näitab aga, et grafeenihelveste asetamine implantaadi pinnale vertikaalselt moodustab “terava” kaitsekilbi, mis viilutab bakterid üles ja takistab nende kinnitumist.
Oluline on see, et see kaitsekiht ei kahjusta inimrakke; inimese rakud on 25 korda suuremad kui bakterid. Allpool olev video selgitab üksikasjalikumalt, kuidas grafeeni naelu töötab.
"Grafeenil on suur potentsiaal terviserakenduste jaoks," ütleb kaasvastav uuringu autor Jie Sun, Chalmersi tehnikaülikooli mikrotehnoloogia ja nanoteaduste osakonna dotsent.
Implantaadi tagasilükkamise riski minimeerimine, antibiootikumide tarbetuks muutmine ja nakkuse eest kaitsmine on vaid mõned neist rakendustest.
Siiski hoiatab ta, et enne, kui võime väita, et [grafeen] on täiesti ohutu, on vaja rohkem uurida. Muuhulgas teame, et grafeen ei lagune kergesti. ”
"Tahame vältida bakterite nakkuse teket. Vastasel juhul võite vajada antibiootikume, mis võib häirida normaalsete bakterite tasakaalu ja suurendada patogeenide antimikroobse resistentsuse riski. "
Esimese uuringu autor Santosh Pandit, Chalmersi tehnikaülikooli bioloogia ja biotehnika osakond
