Dragonfly-inspireret nano-belægning dræber bakterier ved kontakt

Undersøgelser har vist, at guldsmede og cikader vinger forhindrer bakterievækst på grund af deres naturlige struktur. Overfladerne på deres vinger er dækket af nanopiller, der får dem til at ligne et negleseng. Når bakterier kommer i kontakt med disse overflader, deres cellemembraner bliver straks revet fra hinanden, og de bliver dræbt. Dette inspirerede forskere fra Institute of Bioengineering and Nanotechnology (IBN) fra A*STAR til at opfinde en antibakteriel nano-belægning til desinfektion af ofte berørte overflader, såsom dørhåndtag, borde og løfteknapper. Denne teknologi vil vise sig særlig nyttig til at skabe bakteriefri overflader på steder som hospitaler og klinikker, hvor sterilisering er vigtig for at hjælpe med at kontrollere spredningen af ​​infektioner. Deres nye forskning blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Lille .

80 procent af almindelige infektioner spredes med hænder, ifølge B.C. Center for sygdomsbekæmpelse. Desinfektion af almindeligt berørte overflader hjælper med at reducere spredningen af ​​skadelige bakterier fra vores hænder, men det ville kræve manuel og gentagen desinfektion, fordi bakterier vokser hurtigt. Nuværende desinfektionsmidler kan også indeholde kemikalier som triclosan, der ikke anerkendes som sikre og effektive 2, og kan føre til bakteriel resistens og miljøforurening, hvis den bruges i stor udstrækning.

"Der er et presserende behov for en bedre måde at desinficere overflader på uden at forårsage bakteriel resistens eller skade på miljøet. Dette vil hjælpe os med at forhindre overførsel af infektionssygdomme fra kontakt med overflader, "sagde IBN -administrerende direktør professor Jackie Y. Ying.

For at løse dette problem, et team af forskere ledet af IBN -gruppeleder Dr. Yugen Zhang skabte en ny nano -belægning, der spontant kan dræbe bakterier ved kontakt. Inspireret af undersøgelser om guldsmede og cikader, IBN -forskerne dyrkede nanopiller af zinkoxid, en forbindelse kendt for sine antibakterielle og ikke-toksiske egenskaber. Zinkoxid -nanopillerne kan dræbe en bred vifte af bakterier som E. coli og S. aureus, der almindeligvis overføres fra overfladekontakt.

Tester på keramik, glas, titanium- og zinkoverflader viste, at belægningen effektivt dræbte op til 99,9 procent af bakterier, der findes på overfladerne. Da bakterierne dræbes mekanisk frem for kemisk, brugen af ​​nanobelægningen ville ikke bidrage til miljøforurening. Også, bakterierne vil ikke være i stand til at udvikle resistens, da de ødelægges fuldstændigt, når deres cellevægge bliver gennemboret af nanopillerne ved kontakt.

Yderligere undersøgelser viste, at nano -belægningen demonstrerede den bedste bakteriedræbende kraft, når den påføres på zinkoverflader, sammenlignet med andre overflader. Dette skyldes, at nanopillerne af zinkoxid katalyserede frigivelsen af ​​superoxider (eller reaktive iltarter), som endda kunne dræbe nærliggende frit flydende bakterier, der ikke var i direkte kontakt med overfladen. Denne superbakterie dræber kraft fra kombinationen af ​​nanopiller og zink udvider anvendelsesområdet for belægningen ud over hårde overflader.

Efterfølgende, forskerne undersøgte effekten af ​​at placere et stykke zink, der var blevet belagt med zinkoxid -nanopiller i vand, der indeholder E. coli. Alle bakterier blev dræbt, tyder på, at dette materiale potentielt kan bruges til vandrensning.

Dr. Zhang sagde, "Vores nanobelægning er designet til at desinficere overflader på en ny, men praktisk måde. Denne undersøgelse viste, at vores belægning effektivt kan dræbe bakterier på forskellige typer overflader, og også i vand. Vi var også i stand til at opnå superbakterier, der dræber kraft, da belægningen blev brugt på zinkoverflader på grund af dens dobbelte virkningsmekanisme. Vi håber at bruge denne teknologi til at skabe bakteriefri overflader på en sikker, billig og effektiv måde, især på steder, hvor bakterier har tendens til at ophobes. "

IBN har for nylig modtaget et tilskud fra National Research Foundation, Statsministeriet, Singapore, under sit konkurrencedygtige forskningsprogram for at videreudvikle denne belægningsteknologi i samarbejde med Tan Tock Seng Hospital til kommerciel anvendelse i løbet af de næste 5 år.