Dødeligt våben:Ny antimikrobiel belægning kan revolutionere rengøringsmetoder

Vi har fået et nyt våben i kampen mod skadelige og ofte antibiotika-resistente patogener med udviklingen af ​​et unikt materiale udviklet til at begrænse sygdomsspredning og erstatte nuværende besværlige rengøringsprotokoller på overflader med høj berøring som dørhåndtag og gelændere.

Ved at bruge den canadiske lyskilde (CLS) ved University of Saskatchewan (USask) har forskere fra University of Windsor (UWindsor) udviklet og testet en forbindelse af ioniske (saltbaserede) væsker og kobbernanopartikler, der kan belægge overflader og give kim -fri beskyttelse, der holder meget længere end konventionel blegemiddelbaseret rengøring. For Dr. Abhinandan (Ronnie) Banerjee er kompositmaterialet langt bedre end "nogen med blegemiddel og en klud, der forsøger at holde overflader rensede."

Tidligt i COVID-19-pandemien satte Banerjee og kolleger på UWindsors Trant-team – en forskergruppe med fokus på syntetiske bioorganiske materialer – sigtede på at forbedre desinfektionsprotokoller, som på det tidspunkt ofte involverede hyppig anvendelse af forbindelser som blegemiddel.

"Problemet med konventionelle desinficeringsteknikker er, at det ikke er en en-og-gjort ting," sagde de. "Det kræver en dedikeret medarbejder eller automatisering" for at holde overflader bakteriefri. Derudover kan hyppig aftørring af en overflade ætse det underliggende materiale og skabe endnu flere muligheder for patogener at samle sig.

Holdet kom med et materiale, der udnytter kobbers naturlige bakteriedræbende egenskaber. Nu formulerer de en ny kombination af materialer, der vil være nemme at påføre på overflader og holdbare. Banerjee forklarede, at kobbernanopartiklerne er elektrostatisk tiltrukket af patogeners cellevægge, "som de svækker og nedbryder, hvilket i det væsentlige forårsager bakteriel udslettelse."

Gruppens resultater er publiceret i tidsskriftet RSC Sustainability under den kreative titel "Lethal Weapon IL (Ionic Liquid)." Et nyligt tildelt foreløbigt patent giver Banerjee og deres team tid til at finde en industriel sponsor til at hjælpe med den eventuelle kommercialisering af det mikrobielle belægningsmateriale.

Sima Dehghandokht, en UWindsor Ph.D. studerende, der bragte sin fødevaremikrobiologiske ekspertise til Trant-gruppen for to år siden, sagde, at materialets potentielle anvendelser går ud over dørhåndtag, gelændere og elevatorknapper, til at omfatte hospitaler, drivhuse, produktionsfaciliteter til landbrugsfødevarer og endda videnskabelige laboratorier "hvor vi handler med patogener og skadelige bakterier hele tiden. Dette kunne gøre forskernes liv lettere."

Det er vigtigt, tilføjede hun, at overveje de skadelige miljøeffekter af antimikrobielle stoffer som blegemiddel, da de har brug for gentagne påføringer og derefter bortskaffelse af produktet.

Begge forskere erkender, at der stadig er spørgsmål, der skal besvares om det kobberbaserede materiale. At bestemme præcis, hvor længe belægningen forbliver effektiv er et vigtigt næste skridt, ligesom det er at udforske de antimikrobielle virkninger af andre nanopartikler som zink og jern, som begge er "bogstaveligt talt snavsbillige," sagde Banerjee.

"Vi er nødt til at se på, hvordan ændring af nanopartiklernes egenskaber kan have en effekt på at forlænge belægningens antimikrobielle levetid, men også måske dræbe mere aggressive bakterier, som ikke let dræbes ved en simpel gnidning med blegemiddel."

"Vi er også nødt til at kontrollere stoffets toksicitet," sagde Dahghandokht, for at afgøre, om kontakt med materialet kan forårsage en allergisk reaktion. Heldigvis har Trant-teamet adgang til en 3D-bioprinter, der kan replikere menneskelige hudcellelinjer til yderligere test.

Banerjee og Dahghandokht er enige om at have adgang til CLS-teknologi er og forbliver afgørende for udviklingen af ​​deres antimikrobielle belægning.

"Vi kunne ikke have udført dette arbejde uden det højintensive lys fra CLS," sagde Banerjee. "Vi var i stand til at se, hvad der sker med kobbernanopartiklerne over tid, og hvordan de frigav en nyttelast, der er giftig for bakterier. Det (CLS) har været en integreret del af denne forskning."

Flere oplysninger: Abhinandan Banerjee et al., Lethal weapon IL:et nano-kobber/tetraalkylphosphonium ionisk flydende kompositmateriale med potent antibakteriel aktivitet, RSC Sustainability (2023). DOI:10.1039/D3SU00203A

Journaloplysninger: RSC Bæredygtighed

Leveret af Canadian Light Source