Nu kan metaloverflader være øjeblikkelige bakteriedræbere

Bakterielle patogener kan leve på overflader i flere dage. Hvad hvis ofte berørte overflader, såsom dørhåndtag, øjeblikkeligt kunne slå dem ihjel?

Purdue Universitys ingeniører har skabt en laserbehandlingsmetode, der potentielt kan gøre enhver metaloverflade til en hurtig bakteriedræber – blot ved at give metallets overflade en anden tekstur.

I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Avancerede materialegrænseflader , forskerne demonstrerede, at denne teknik gør det muligt for overfladen af ​​kobber straks at dræbe superbugs som MRSA.

"Kobber har været brugt som et antimikrobielt materiale i århundreder. Men det tager typisk timer for indfødte kobberoverflader at dræbe bakterier, " sagde Rahim Rahimi, en Purdue assisterende professor i materialeteknik.

"Vi udviklede en et-trins lasertekstursteknik, der effektivt forbedrer bakteriedræbende egenskaber ved kobberoverflade."

Teknikken er endnu ikke skræddersyet til at dræbe vira som den, der er ansvarlig for COVID-19-pandemien, som er meget mindre end bakterier.

Siden udgivelsen af ​​dette værk, imidlertid, Rahimis team er begyndt at teste denne teknologi på overfladen af ​​andre metaller og polymerer, der bruges til at reducere risikoen for bakteriel vækst og biofilmdannelse på enheder såsom ortopædiske implantater eller bærbare plastre til kroniske sår.

At give implantater en antimikrobiel overflade ville forhindre spredning af infektion og antibiotikaresistens, Rahimi sagde, fordi der ikke ville være behov for antibiotika til at dræbe bakterier fra implantatets overflade.

Teknikken kan anvendes på metalliske legeringer, der også er kendt for at have antimikrobielle egenskaber.

Metaller som kobber har normalt en virkelig glat overflade, hvilket gør det svært for metallet at dræbe bakterier ved kontakt.

Teknikken udviklet af Rahimis team bruger en laser til at skabe nanoskalamønstre på metallets overflade. Mønstrene producerer en robust tekstur, der øger overfladearealet, giver mulighed for flere muligheder for bakterier at ramme overfladen og briste på stedet.

Forskere har tidligere brugt forskellige nanomaterialebelægninger til at forbedre de antimikrobielle egenskaber af metaloverflader, men disse belægninger er tilbøjelige til at udvide og kan være giftige for miljøet.

"Vi har skabt en robust proces, der selektivt genererer mikron- og nanoskalamønstre direkte på den målrettede overflade uden at ændre hovedparten af ​​kobbermaterialet, "sagde Rahimi, hvis laboratorium udvikler innovative materialer og biomedicinsk udstyr til at løse udfordringer i sundhedsvæsenet.

Laser-teksturering har en dobbelt effekt:Teknikken forbedrer ikke kun direkte kontakt, men gør også en overflade mere hydrofil. Til ortopædiske implantater, en sådan overflade tillader knogleceller at fæstne sig stærkere, forbedre, hvor godt implantatet integreres med knogler. Rahimis hold observerede denne effekt med fibroblastceller.

På grund af teknikens enkelhed og skalerbarhed, forskerne mener, at det let kan oversættes til eksisterende fremstillingsprocesser for medicinsk udstyr.