• Biobójcze nanokompozyty zaprojektowali i stworzyli naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN
• To odpowiedź na bakterie, które stają się coraz bardziej odporne na antybiotyki
• Obecnie kompozyty wytwarzane są na skalę laboratoryjną, z możliwością dostarczania próbnych ilości w celach wdrożeniowych
• Badania nad nanokompozytami sfinansowano z grantu przyznanego przez Narodowe Centrum Nauki

Naukowcy z PAN stworzyli rozwiązanie do zabijania lekoopornych bakterii

Jak podała Polska Akademia Nauk, liczba bakterii opornych na antybiotyki rośnie. Dlatego też naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN pochylił się nad materiałami kompozytowymi, które mogą samoczynnie i nieustannie zabijać mikroorganizmy, a ponadto zapobiegać rozwojowi ich kolonii. Nie tylko zaprojektował, ale i stworzył taki materiał.

W skład zespołu realizującego badania wchodzą dr hab. Łukasz Laskowski, kierownik zespołu w IFJ PAN, a także dr Agnieszka Karczmarska, dr Magdalena Laskowska i dr Mateusz Schabikowski. Zespół, jak tłumaczy kierownik cytowany w komunikacie PAN, stosuje ideę odwróconej fizyki: najpierw bada zastosowania i potrzeby, a dopiero potem - substancję i jej właściwości.

Badania nad nanokompozytami zaczęły się od maseczek stosowanych podczas pandemii: naukowcy zwrócili uwagę, że jeśli są zbyt rzadko zmieniane, to z czasem gromadzą mikroorganizmy i mogą być źródłem wtórnego zakażenia. To skłoniło naukowców do pracy nad materiałem, który nie tylko zadziała jak filtr, ale i będzie mógł unicestwić szkodliwe mikroorganizmy.

- Sposobem na rozwiązanie problemu mógłby być materiał kompozytowy zbudowany z neutralnej matrycy z odpowiednio przytwierdzonymi grupami funkcyjnymi potrafiącymi efektywnie zabijać mikroorganizmy. Trwałe mocowanie cząsteczek biobójczych i odpowiedni dobór ich właściwości zagwarantowałby, że materiał zachowałby swoje cechy praktycznie dowolnie długo -  wyjaśniono na stronie PAN.

Innowacyjne grupy funkcyjne z jonem miedzi

- Główną rolę w naszych materiałach pełnią nie matryce, lecz w odpowiedni sposób na nich osadzone grupy funkcyjne. Kluczowy czynnik biobójczy, czyli w tym przypadku jon srebra, jest złapany za pomocą grupy karboksylowej umocowanej na łańcuchu propylowym. Konstrukcja ta jest wiotka i znakomicie pełni rolę żądła czy też noża, który stykając się z bakterią niszczy jej błonę komórkową - wytłumaczył dr Laskowski.

Nanokompozyty stworzone przez PAN wykorzystują jednak grupy propylowo-fosforanowe zawierające jon miedzi, które wyłapują z powietrza cząsteczki tlenu, a przez miedź będącą katalizatorem dochodzi do redukcji. Do tego dochodzi wodór i powstaje woda utleniona, dzięki której większość mikroorganizmów ginie wskutek szoku oksydacyjnego. Miedź jest trwale związana z matrycą i się nie zużywa, a woda i tlen są stale dostępne w środowisku.

- Mamy więc do dyspozycji materiał, który w sposób praktycznie nieprzerwany wytwarza pewne ilości świeżej wody utlenionej, jednego z najskuteczniejszych związków biobójczych - zauważył dr Laskowski. 

• LEKOOPORNOŚĆ
• POLSKA AKADEMIA NAUK
• BAKTERIE