سطح مضاد للبكتيريا نشط حتى في الظلام

إن الجمع بين صبغتين بسيطتين مع جزيئات الذهب النانوية يعتبر قاتلاً للبكتيريا عند تعرضها للضوء - حتى في مستويات الإضاءة المنخفضة الموجودة داخل المباني مثل المستشفيات.

طور باحثون من جامعة كوليدج لندن (UCL) عاملًا جديدًا مضادًا للميكروبات لديه القدرة على تقليل العدوى المكتسبة في المستشفيات. يعد الجمع بين صبغتين بسيطتين مع جزيئات الذهب النانوية قاتلاً للبكتيريا عند تعرضها للضوء - حتى في مستويات الإضاءة المنخفضة الموجودة داخل المباني. يعتبر النشاط المركب الجديد فعالاً حتى في الظلام الدامس. ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية للعلوم الكيميائية.

تمثل حالات العدوى التي تتطور في المستشفيات مشكلة خطيرة في الطب الحديث، حيث تكتسب سلالات البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية شعبية متزايدة. على الرغم من أن المؤسسات الطبية لديها سياسات تطهير صارمة وصارمة، وتصر على غسل أيدي العاملين بشكل متكرر، ولديها مخزون من الأدوية القوية، إلا أنه من الصعب القضاء على هذه العدوى إلا إذا جعلت بيئة المستشفى معادية للبكتيريا. تعتبر الأسطح المختلفة، مثل مقابض الأبواب والمعدات الطبية ولوحات المفاتيح والأقلام وما إلى ذلك، طرقًا سهلة لانتشار البكتيريا، حتى بالنسبة للأيدي التي تم غسلها للتو.

أحد الحلول الممكنة لهذه المشكلة هو تطوير استراتيجيات بديلة مثل الطلاءات المضادة للميكروبات التي تجعل الأسطح أقل ملاءمة للعدوى. هذه الأسطح ليست مشابهة للسوائل المضادة للبكتيريا التي تغسل الملوثات فقط، فالهدف هو جعل السطح مميتًا بطبيعته للبكتيريا الضارة.

"هناك عدد من الأصباغ المعروفة بأنها ضارة بالبكتيريا عند تعرضها للضوء الساطع"، يوضح الباحث الرئيسي إيفان باركين (مدير قسم الكيمياء في معهد الأبحاث). "يثير الضوء إلكتروناتها في هذه المواد، ويرفع جزيئات اللون إلى حالة ثلاثية مثارة ويؤدي في النهاية إلى إنشاء جذور الأكسجين النشطة للغاية التي تدمر جدران خلايا البكتيريا. وكجزء من مشروعنا، قمنا باختبار مجموعات جديدة من مواد التلوين هذه مع جزيئات الذهب النانوية، كما جعلنا طرق معالجة هذه الأسطح أكثر بساطة، مما سيجعل تقنيتنا أبسط وأرخص."

قام فريق البحث بفحص عدة مجموعات مختلفة من الأصباغ البنفسجي البلوري (المستخدمة حاليًا لعلاج الالتهابات البكتيرية) وأزرق الميثيلين مع الذهب النانوي لتغطية سطح السيليكون. تُستخدم هذه المادة المرنة بشكل شائع كمادة مانعة للتسرب وطلاء وكذلك لبناء الأجهزة الطبية مثل الأنابيب والقسطرة والحشيات، كما تُستخدم أيضًا داخل الحالات التي تحمي أشياء مختلفة مثل لوحات المفاتيح والهواتف.

في حين أن الدراسات السابقة التي تناولت إنشاء أسطح مضادة للميكروبات ركزت في كثير من الأحيان على الطرق المعقدة لربط الأصباغ بالسطح، فقد اختارت هذه الدراسة نهجًا أبسط. استخدم الباحثون مذيبًا عضويًا مصممًا لتضخيم السيليكون، مع ضخ جزيئات الصبغة وجسيمات الذهب النانوية في البوليمر. وفي الخطوة التالية، قاموا بغمس هذا السيليكون في محلول من الصبغة البنفسجية البلورية لإنشاء طبقة رقيقة من الصبغة فوق سطح البوليمر.

في تجاربهم، حيث تم تعريض الأسطح الملوثة لمستويات إضاءة مماثلة لتلك المستخدمة في مباني المستشفيات، أظهرت الأسطح المعالجة بمزيج من البنفسجي البلوري وأزرق الميثيلين والذهب النانوي أفضل تأثير مضاد للميكروبات تمت ملاحظته على الإطلاق لهذا النوع من الأسطح. علاوة على ذلك، فإن المعالجة لم تسفر عن تغيير كبير في خصائص السيليكون (على سبيل المثال، مستوى طاردته للماء)، ولم يتأثر الطلاء بسكب الكحول عليه، مما يعني أنه سيكون قادراً على الصمود في وجه الصدمات المتكررة. تتم عمليات التنظيف في المستشفيات دون تآكلها.

"على الرغم من أننا قمنا بتلويث السطح بكمية من البكتيريا أعلى بعشرات المرات من المستوى الموجود في المستشفيات، وقمنا بتعريضه لظروف إضاءة الفلورسنت العادية، إلا أنه تم القضاء على جميع البكتيريا خلال 6-3 ساعات، حسب نوع البكتيريا. "، قال كبير الباحثين. "وكانت هذه في حد ذاتها نتيجة رائعة، ولكن المفاجأة الأكبر جاءت مع العينة التي تركناها في الظلام. وأظهرت هذه العينة أيضًا انخفاضًا ملحوظًا في كمية البكتيريا، على الرغم من أن الأمر استغرق وقتًا أطول بكثير، أي 8-3 ساعات. ومع ذلك، فإن الآلية الدقيقة التي يتم بها القضاء على البكتيريا في الظلام لا تزال غير واضحة". هذه هي المرة الأولى التي يظهر فيها السطح المضاد للبكتيريا المنشط بالضوء نتيجة فعالة في الظلام. هذه النتيجة، إلى جانب الأداء غير المسبوق في ظل ظروف الإضاءة العادية في المستشفى، وعمليات التصنيع البسيطة وغير المكلفة نسبيًا، تعني أن هذه التكنولوجيا تحمل وعدًا كبيرًا للتطبيقات المستقبلية.

أخبار الدراسة