Internationale rumstationstest viser, at en overfladebehandling kan hjælpe med at forhindre dannelse af biofilm i rummet

Nylige test udført ombord på den internationale rumstation har vist effektiviteten af ​​en overfladebehandling til at hæmme dannelsen af ​​biofilm, som er komplekse samfund af mikroorganismer, der kan forårsage en række sundhedsmæssige og operationelle udfordringer i rummiljøer. Resultaterne, offentliggjort i tidsskriftet Advanced Materials Interfaces, lover udviklingen af ​​antimikrobielle overflader, der kan øge besætningens sikkerhed og forlænge levetiden for rumfartøjer og levesteder under langvarige missioner.

Biofilm er et udbredt problem i rummet på grund af de unikke miljøforhold, herunder mikrotyngdekraft, begrænsede ressourcer og konstant genbrug af luft og vand. Disse faktorer kan bidrage til vækst og spredning af mikroorganismer, hvilket fører til dannelsen af ​​biofilm på forskellige overflader i rumfartøjer. Biofilm kan udgøre en betydelig trussel mod besætningens sundhed ved at forårsage infektioner, tilstopning af systemer og nedbrydende materialer, hvilket understreger behovet for effektive strategier til forebyggelse af biofilm.

Undersøgelsen, ledet af forskere ved NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) og University of California, Los Angeles (UCLA), fokuserede på en overfladebehandling kendt som polydopamin (PDA). PDA er et alsidigt belægningsmateriale, der danner et tyndt, klæbende lag på overflader, når det udsættes for dopaminopløsning. Forskerne antog, at PDA kunne bruges til at skabe antimikrobielle overflader på grund af dens evne til at modificere overfladekemi, reducere overfladeenergi og udvise antimikrobielle egenskaber mod almindelige bakteriestammer.

For at teste deres hypotese designede forskerne en række eksperimenter, der blev udført i Biofilm Risk Assessment in ISS Fluids and Surfaces (BRAFIS)-faciliteten ombord på ISS. BRAFIS er et selvstændigt bioreaktorsystem, der gør det muligt for forskere at studere biofilmdannelse og vækst under mikrogravitationsforhold. Forskerne coatede glasglas med PDA og udsatte dem for et blandet mikrobielt samfund, der ligner dem, der findes i rumfartøjsmiljøer.

Resultaterne viste, at PDA-belagte overflader reducerede biofilmdannelse signifikant sammenlignet med ubelagte overflader. PDA-belægningen hæmmede effektivt vedhæftningen af ​​mikrobielle celler til overfladerne og forhindrede udviklingen af ​​modne biofilm. Forskerne tilskrev denne effekt til PDA'ens evne til at modificere overfladehydrofobicitet, ændre bakterielle adhæsionsegenskaber og frigive antimikrobielle forbindelser.

Den vellykkede demonstration af PDA's biofilmhæmningsevne under mikrotyngdekraftsforhold repræsenterer et betydeligt fremskridt inden for antimikrobielle overflader til rumapplikationer. Undersøgelsen fremhæver potentialet ved PDA som en levedygtig overfladebehandling til at afbøde biofilm-relaterede risici og sikre astronauters sikkerhed og velvære under langvarige rummissioner.

Yderligere forskning og test er nødvendige for at evaluere den langsigtede effektivitet og holdbarhed af PDA-belægninger i rummiljøer. Derudover planlægger forskerne at undersøge effektiviteten af ​​PDA mod andre mikrobielle arter og udforske potentielle synergistiske effekter, når de kombineres med andre antimikrobielle strategier. Ved at løse disse udfordringer kan udviklingen af ​​PDA-baserede antimikrobielle overflader revolutionere rumfartøjers design og operationer, hvilket fører til sikrere og mere effektive rumudforskningsmissioner.