مادة نحاسية جديدة لها تأثير مبيد للجراثيم ويمكن أن تقتل 97% من المكورات العنقودية الذهبية في غضون أربع ساعات
يمكن لمنتج نحاسي جديد أن يساعد في مكافحة التهديد المتزايد للجراثيم الخارقة عن طريق قتل البكتيريا بسرعة أكبر وأكثر فعالية من النحاس العادي - أكثر فعالية بأكثر من 100 مرة.
تم تكبير النحاس 2,000 مرة تحت المجهر الإلكتروني الماسح، مما كشف عن بنيته الفريدة التي تشبه المشط الدقيق.
منتج النحاس الجديد هو نتيجة بحث تعاوني بين جامعة RMIT ووكالة العلوم الوطنية الأسترالية CSIRO، والتي تم نشر نتائجها للتو في مجلة Biomaterials.
يُستخدم النحاس منذ فترة طويلة ضد سلالات بكتيرية مختلفة، بما في ذلك المكورات العنقودية الذهبية الشائعة، لأن الأيونات المنطلقة من سطح المعدن تكون سامة للخلايا البكتيرية.
ولكن كما يوضح البروفيسور المتميز في جامعة RMIT Qian Ma، فإن العملية تكون بطيئة عند استخدام النحاس القياسي، ويعمل الباحثون حول العالم على تسريعها.
سيقتل السطح النحاسي القياسي حوالي 97% من المكورات العنقودية الذهبية خلال أربع ساعات.
بشكل لا يصدق، عندما تم وضع المكورات العنقودية الذهبية على سطحنا النحاسي المصمم خصيصًا، دمرت أكثر من 99.99% من الخلايا في دقيقتين فقط. فهو ليس أكثر كفاءة فحسب، بل إنه أسرع 120 مرة.
وقد تم تحقيق هذه النتائج دون مساعدة من أي دواء. لقد أثبت البناء النحاسي فعاليته الكبيرة لهذه المادة الشائعة.
ويعتقد الفريق أن المادة الجديدة، بمجرد تطويرها، يمكن أن يكون لها نطاق واسع من التطبيقات، بما في ذلك مقابض الأبواب المضادة للبكتيريا والأسطح الأخرى التي تعمل باللمس في المدارس والمستشفيات والمنازل ووسائل النقل العام، بالإضافة إلى أجهزة التنفس المضادة للبكتيريا أو الترشيح في أجهزة أنظمة التهوية. أقنعة.
يقوم الفريق الآن بالتحقيق في فعالية النحاس المعزز ضد السارس-COV-2، بما في ذلك تقييم العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
وأظهرت دراسات أخرى أن النحاس قد يكون فعالا للغاية ضد الفيروسات، مما دفع وكالة حماية البيئة الأمريكية إلى الموافقة رسميا على استخدام الأسطح النحاسية كمضاد للفيروسات في وقت سابق من هذا العام.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور جاكسون لي سميث إن البنية المسامية الفريدة للنحاس هي المفتاح لفعاليته كقاتل سريع للبكتيريا.
يتم إنشاء السبيكة باستخدام عملية صب قالب نحاسي خاصة تقوم بترتيب ذرات النحاس والمنغنيز في هيكل محدد.
تتم بعد ذلك إزالة ذرات المنغنيز من السبيكة باستخدام عملية كيميائية رخيصة وقابلة للتطوير تسمى "dealloying"، مما يترك سطح النحاس النقي مملوءًا بتجويفات ميكرون ونانوية صغيرة.
يتكون النحاس من مسامات دقيقة تشبه المشط مع مسامات نانوية أصغر داخل كل سن؛ لديها مساحة سطحية نشطة ضخمة. كما أن هذا النمط يجعل السطح محبًا للماء للغاية، أو محبًا للماء، لذلك يوجد الماء عليه كطبقة مسطحة وليس كقطرات.
ويعني التأثير المحبب للماء أن الخلايا البكتيرية تواجه صعوبة في الحفاظ على شكلها عند تمددها بواسطة الهياكل النانوية السطحية، في حين يسمح النمط المسامي بإطلاق أيونات النحاس بشكل أسرع.
هذه التأثيرات مجتمعة لا تسبب فقط التدهور الهيكلي للخلايا البكتيرية، مما يجعلها أكثر عرضة لأيونات النحاس السامة، ولكنها تعزز أيضًا امتصاص الخلايا البكتيرية لأيونات النحاس. هذا المزيج من التأثيرات هو الذي يسرع بشكل كبير القضاء على البكتيريا.
يسعى الباحثون في جميع أنحاء العالم إلى تطوير مواد وأجهزة طبية جديدة للمساعدة في الحد من ظهور الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية عن طريق تقليل الحاجة إلى المضادات الحيوية. إن حالات العدوى المقاومة للأدوية آخذة في الارتفاع، ومع محدودية المضادات الحيوية الجديدة في السوق، فإن تطوير المواد المضادة للبكتيريا يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في المساعدة على معالجة هذه المشكلة.
يقدم هذا المنتج النحاسي الجديد خيارًا واعدًا وبأسعار معقولة في مكافحة الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية، وهو مجرد مثال واحد على كيفية مساعدة CSIRO في معالجة المخاطر المتزايدة لمقاومة المضادات الحيوية.
بدأ هذا البحث من خلال برنامج الدكتوراه RMIT-CSIRO وتم تمويله لاحقًا من قبل مؤسسة CASS، ملبورن، أستراليا. هذه العملية المبتكرة حاصلة على براءة اختراع حاليًا في الولايات المتحدة والصين وأستراليا.
