Bakterier dræbes af ny lysaktiveret belægning

For at stoppe spredningen af ​​sygdomme, det kan bruges til at belægge telefonskærme og tastaturer, samt indersiden af ​​katetre og åndedrætsrør, som er en væsentlig kilde til sundhedsrelaterede infektioner (HCAI'er).

De mest kendte HCAI'er er forårsaget af Clostridioides difficile ( C. difficile ), methicillin-resistent Staphylococcus aureus (MRSA) og Escherichia coli ( E coli ). De opstår almindeligvis under indlagt medicinsk eller kirurgisk behandling, eller fra at besøge et sundhedsmiljø og udgøre en alvorlig sundhedstrussel, gør dem til en nøgleprioritet for NHS at tage fat på.

Forskningen, udgivet i dag i Naturkommunikation , er den første til at vise en lysaktiveret antimikrobiel belægning, der med succes dræber bakterier i lav intensitet, omgivende lys (300 Lux), såsom den, der findes på afdelinger og venteværelser. Tidligere, lignende belægninger havde brug for intenst lys (3, 000 lux), som man finder på operationsstuer, at aktivere deres dræbende egenskaber.

Den nye bakteriedræbende belægning er lavet af små klynger af kemisk modificeret guld indlejret i en polymer med krystalviolet - et farvestof med antibakterielle og svampedræbende egenskaber.

Første forfatter, Dr.Gi Byoung Hwang (UCL Chemistry), sagde:"Farvestoffer såsom krystalviolet er lovende kandidater til at dræbe bakterier og holde overflader sterile, da de i vid udstrækning bruges til at desinficere sår. Når de udsættes for stærkt lys, de skaber reaktive iltarter, som igen dræber bakterier ved at beskadige deres beskyttende membraner og DNA. Dette forstærkes, når de er parret med metaller som sølv, guld og zinkoxid."

"Andre belægninger har effektivt dræbt bakterier, men først efter udsættelse for UV -lys, som er farligt for mennesker, eller meget intense lyskilder, som ikke er særlig praktiske. Vi er overraskede over at se, hvor effektiv vores belægning er til at dræbe begge S. aureus og E coli i omgivende lys, hvilket gør det lovende til brug i en række sundhedsmiljøer, "tilføjede professor Ivan Parkin (UCL Chemistry), seniorforfatter og dekan for UCL Mathematical &Physical Sciences.

Holdet af kemikere, kemiingeniører og mikrobiologer skabte den bakteriedræbende belægning ved hjælp af en skalerbar metode og testede, hvor godt den dræbte S. aureus og E coli mod kontrolbelægninger og under forskellige lysforhold.

Prøveoverflader blev behandlet med enten den bakteriedræbende coating eller en kontrolcoating før de blev podet med 100, 000 kolonidannende enheder (CFU) pr. ml af begge S. aureus og E coli . Bakteriernes vækst blev undersøgt under mørke og hvide lysforhold mellem 200-429 Lux.

De fandt ud af, at i omgivende lys, en kontrolbelægning af krystalviolet i en polymer alene dræbte hverken bakterierne. Imidlertid, under samme lysforhold, den bakteriedræbende belægning førte til en 3,3 log reduktion i væksten af S. aureus efter seks timer og en 2,8 log reduktion i væksten af E coli efter 24 timer.

" E coli var mere modstandsdygtig over for den bakteriedræbende belægning end S. aureus da det tog længere tid at opnå en væsentlig reduktion i antallet af levedygtige bakterier på overfladen. Det skyldes formentlig E coli har en cellevæg med en dobbelt membranstruktur hvorimod S. aureus har kun en enkelt membranbarriere, " forklarede undersøgelsens medforfatter Dr. Elaine Allan (UCL Eastman Dental Institute).

Holdet opdagede uventet, at belægningen dræber bakterier ved at producere hydrogenperoxid - et relativt mildt reagens, der bruges i opløsninger til rengøring af kontaktlinser. Det virker ved kemisk at angribe cellemembranen, og derfor tager længere tid at arbejde på bakterier med flere lag af beskyttelse.

"Guldklyngerne i vores belægning er nøglen til at generere brintoverilte, gennem påvirkning af lys og fugt. I betragtning af at klyngerne kun indeholder 25 atomer af guld, Der kræves meget lidt af dette ædle metal sammenlignet med lignende belægninger, gør vores belægning attraktiv til bredere brug, "kommenterede seniorforfatter professor Asterios Gavriilidis (UCL Chemical Engineering).