تمكن فريق من الباحثين من التحكم في النسيج السطحي للبنى النانوية من شأنها أن تساعد في مكافحة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية
[ترجمة د. موشيه نحماني]
ويثير وباء كورونا مخاوف من ظهور عوامل جديدة مسببة للأمراض مثل الفيروسات الجديدة أو البكتيريا المقاومة للأدوية. ولمعالجة هذا القلق، ركز فريق من الباحثين الكوريين اهتمامهم مؤخرًا على تطوير تقنية تمكن من القضاء على البكتيريا المقاومة للأدوية مع التحكم في النسيج السطحي للمواد النانوية. طور الباحثون هياكل نانوية ذات نسيج سطحي تعتمد على خليط من أكسيد الحديد/الكوبالت الذي يعمل كركيزة تحفيزية مغناطيسية عالية الكفاءة. وقد نشرت النتائج التي توصلوا إليها منذ فترة طويلة في المجلة العلمية نانو رسائل.
في الخطوة الأولى، قام الباحثون بتصنيع بلورات نانوية ذات سطح أملس حيث تم تغليف مجموعة متنوعة من الأيونات المعدنية في غلاف بوليمر عضوي أثناء تسخينها إلى درجات حرارة عالية للغاية. أثناء تسخين غلاف البوليمر، يحدث تفاعل كيميائي في الحالة الصلبة وعند درجة حرارة عالية يتسبب في اختلاط الأيونات المعدنية المختلفة على سطح البلورة النانوية مع إنشاء ثقوب وفروع بحجم نانومتر على السطح.
تم العثور على هذا النسيج السطحي الفريد لتحفيز التفاعل الكيميائي الذي ينتج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وهي الأنواع التي تمكن من تدمير البكتيريا. كما وجد أن السطح مغناطيسي للغاية وينجذب بسهولة إلى مجال مغناطيسي خارجي. بمعنى آخر، وجد الباحثون طريقة اصطناعية لتحويل البلورات النانوية العادية إلى بلورات نانوية مختلطة من أكسيد المعدن عالية الأداء. وقد أطلق فريق البحث على هذه التضاريس السطحية - التي تظهر على شكل فروع وفوهات وتشبه الحقل المحروث - اسم "MTex".
زيادة سرعة الجسيمات النانوية
وتحقق الباحثون من أن هذا الملمس السطحي الفريد يزيد من حركة الجسيمات النانوية، وبالتالي يسمح لها بالتغلغل بفعالية في ركيزة الأغشية الحيوية مع إظهار نشاط عالٍ في إنشاء أنواع الأكسجين النشطة، وهي نفس الأنواع المعروفة بأنها قاتلة للبكتيريا. ينتج هذا النظام مركبات في نطاق واسع من قيم الحموضة (pH) وهي قادرة على التطاير بشكل فعال في الأغشية الحيوية والقضاء على البكتيريا المقاومة للأدوية الموجودة هناك. وفي ضوء حقيقة أن هذه الهياكل النانوية مغناطيسية، سيكون من الممكن جمع بقايا الأغشية الحيوية حتى من الهياكل المجهرية التي تواجه صعوبة في الوصول إليها.
يوضح أحد المؤلفين المشاركين للمقال العلمي: "تظهر هذه الهياكل المبتكرة نشاطًا تحفيزيًا عاليًا". "هذه الخاصية مفيدة بشكل خاص في اختراق الأغشية الحيوية حتى في المساحات الصغيرة وهي فعالة في القضاء على البكتيريا وإزالة الأغشية الحيوية." "بالإضافة إلى ذلك، يوضح الباحث، أن هذا البحث يتيح التحكم في النسيج السطحي للبنى النانوية، وهي ميزة تفتح نافذة على العديد من الفرص من حيث مستوى التعرض وتطوير المواقع النشطة". ويضيف الباحث الرئيسي في الدراسة: "نتوقع أن تساهم هياكلنا النانوية المبتكرة بشكل كبير في تطوير مجموعة واسعة من الأنظمة الشبيهة بالإنزيمات في الواجهة بين المقياس النانوي والبيولوجي".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
