علماء يبتكرون مسامير من التيتانيوم لمنع العدوى بعد عمليات الزرع

[إعلان 1]

قام الدكتور لي هوانج فوك (30 عامًا) وزملاؤه في جامعة RMIT (أستراليا) بإنشاء نموذج من المسامير المجهرية المحفورة على غرسات التيتانيوم لحماية المرضى من البكتيريا والفطريات دون الحاجة إلى الأدوية.

منذ عام 2020، يجري العلماء أبحاثًا حول التفاعلات السطحية بين سلالات مختلفة من الفطريات الضارة على المواد النانوية. تشير أبحاث جديدة إلى أن الأسطح الخشنة ذات الهياكل المجهرية المستوحاة من الأشواك القاتلة للبكتيريا على أجنحة الحشرات (الزيز، اليعسوب) تحارب بشكل فعال الجراثيم المقاومة للأدوية، بما في ذلك الفطريات. نُشر العمل في مجلة Advanced Materials Interfaces في أوائل سبتمبر. كما سعى فريق العلماء أيضًا إلى تصميم نموذج من المسامير الصغيرة المصنوعة من التيتانيوم لحماية المرضى من البكتيريا والفطريات دون الحاجة إلى الأدوية.

مجموعة أبحاث المواد المضادة للبكتيريا الميكانيكية متعددة الوظائف (من اليسار إلى اليمين)، دنفر لينكليتر، لي هوانج فوك، إيلينا إيفانوفا، أرتورو أبورتو ميدينا، كارولين دي سوزا. الصورة: جامعة RMIT — مجموعة أبحاث المواد المضادة للبكتيريا الميكانيكية متعددة الوظائف (من اليسار إلى اليمين)، دنفر لينكليتر، لي هوانج فوك، إيلينا إيفانوفا، أرتورو أبورتو ميدينا، كارولين دي سوزا. الصورة: *جامعة RMIT*

يركز نهج الفريق على القضاء على الكائنات الحية الدقيقة عند ملامستها، وبالتالي الحد من التدخل الكيميائي. أجرى فوك، بالتعاون مع عضو الفريق الدكتور دنفر لينكليتر، تجارب على العديد من الأسطح الأسطوانية المجهرية المصنوعة من التيتانيوم.

تم تصميم هذه الأشواك خصيصًا، حيث يبلغ ارتفاعها ما يعادل ارتفاع خلية بكتيرية. وقد تم تطعيمها على سطح غرسات التيتانيوم واختبارها لمعرفة مدى فعاليتها في قتل المبيضات المقاومة للأدوية المتعددة. يعد هذا الفطر المميت مسؤولاً عن إصابة واحدة من كل عشرة إصابات بالأجهزة الطبية في المستشفيات.

ونتيجة لذلك، فإن الأشواك الصغيرة المصنوعة من التيتانيوم قادرة على تدمير حوالي نصف الخلايا الضارة عند ملامستها. تصبح الخلايا الفطرية المتبقية غير قابلة للحياة بسبب التلف ولا يمكنها التكاثر أو التسبب في العدوى.

خلية كانديدا سليمة على سطح تيتانيوم مصقول (يسار) وخلية كانديدا ممزقة على سطح تيتانيوم مسنن (يمين). الصورة: *فريق البحث*

وفقا للدكتور دنفر لينكليتر، أظهرت تحليلات التمثيل الغذائي للبروتين أن خلايا المبيضات البيضاء التالفة تم تثبيطها بشكل كبير من الناحية الأيضية لمدة تصل إلى 7 أيام، مما منعها من التكاثر وقتل نفسها في النهاية. أما الخلايا المتبقية، فإنها لم تعد قادرة على البقاء وستتوقف عن العمل (وتسمى هذه الحالة بالموت الخلوي المبرمج).

قالت البروفيسورة إيلينا إيفانوفا، وهي واحدة من أوائل من درسوا القدرة على قتل البكتيريا على أجنحة الحشرات: "يوضح هذا الاكتشاف كيف يمكن للأسطح المضادة للفطريات المصممة هندسيًا أن تمنع تكوين الأغشية الحيوية من الخميرة الخطيرة المقاومة للأدوية المتعددة".

وقال الدكتور فوك إن المسامير الدقيقة المصنوعة من التيتانيوم هي الآن في مرحلة اختبار الجدوى. ويهدف الفريق أيضًا إلى اختبار الخصائص المضادة للفطريات لهذه العينة ضد سلالات ميكروبية مختلفة لتحسين حجم المسامير الدقيقة لتحقيق فعالية مثالية مضادة للميكروبات والبكتيريا.

نهو كوينه

[إعلان 2]
رابط المصدر