Uudella kuparimateriaalilla on bakterisidinen vaikutus ja se voi tappaa 97 % Staphylococcus aureuksesta neljässä tunnissa
Uusi kuparituote voi auttaa torjumaan kasvavaa superbakteerien uhkaa tappamalla bakteereja nopeammin ja tehokkaammin kuin tavallinen kupari – yli 100 kertaa tehokkaammin.
Kuparia suurennettiin 2,000 kertaa pyyhkäisyelektronimikroskoopilla, mikä paljasti sen ainutlaatuisen mikrokampamaisen rakenteen.
Uusi kuparituote on RMIT-yliopiston ja Australian kansallisen tiedetoimiston CSIRO:n yhteistyön tulos, jonka tulokset on juuri julkaistu Biomaterialsissa.
Kuparia on käytetty pitkään erilaisia bakteerikantoja vastaan, mukaan lukien tavallinen Staphylococcus aureus, koska metallin pinnalta vapautuvat ionit ovat myrkyllisiä bakteerisoluille.
Mutta kuten RMIT-yliopiston arvostettu professori Qian Ma selittää, prosessi on hidas, kun käytetään tavallista kuparia, ja tutkijat ympäri maailmaa pyrkivät nopeuttamaan sitä.
Tavallinen kuparipinta tappaa noin 97 % Staphylococcus aureuksesta neljässä tunnissa.
Uskomatonta, että kun Staphylococcus aureus asetettiin erityisesti suunnitellulle kuparipinnallemme, se tuhosi yli 99,99 % soluista vain kahdessa minuutissa. Se ei ole vain tehokkaampi, vaan 120 kertaa nopeampi.
Nämä tulokset saavutettiin ilman lääkkeiden apua. Kuparirakenne on osoittautunut erittäin tehokkaaksi tälle yleiselle materiaalille.
Tiimi uskoo, että uudella materiaalilla, kun sitä kehitetään edelleen, voi olla monenlaisia sovelluksia, mukaan lukien antibakteeriset ovenkahvat ja muut kosketuspinnat kouluissa, sairaaloissa, kodeissa ja julkisissa liikenteissä sekä antibakteerisina hengityssuojaimissa tai suodatuksessa ilmanvaihtojärjestelmien laitteissa, ja naamarit.
Tiimi tutkii nyt tehostetun kuparin tehokkuutta SARS-COV-2 -tautia vastaan, mukaan lukien 3D-tulostettujen näytteiden arviointi.
Muut tutkimukset ovat osoittaneet, että kupari voi olla erittäin tehokas viruksia vastaan, minkä vuoksi Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto hyväksyi virallisesti kuparipinnat virustentorjuntakäyttöön aiemmin tänä vuonna.
Tutkimuksen johtava kirjoittaja Dr. Jackson Leigh-Smith sanoi, että kuparin ainutlaatuinen huokoinen rakenne on avain sen tehokkuuteen nopeana bakteerien tappajana.
Seos valmistetaan erityisellä kuparimuottivaluprosessilla, joka järjestää kupari- ja mangaaniatomit tiettyyn rakenteeseen.
Mangaaniatomit poistetaan sitten lejeeringistä käyttämällä halpaa ja skaalautuvaa kemiallista prosessia, jota kutsutaan "metalliseosten poistamiseksi", jolloin puhtaan kuparin pinta on täynnä pieniä mikroni- ja nanomittakaavan onteloita.
Kupari koostuu kampamaisista mikrohuokosista, joissa jokaisessa hampaassa on pienempiä nanohuokosia; sillä on valtava aktiivinen pinta-ala. Kuvio tekee pinnasta myös superhydrofiilisen tai hydrofiilisen, joten vesi on pinnalla litteänä kalvona eikä pisaraina.
Hydrofiilinen vaikutus tarkoittaa, että bakteerisolujen on vaikea säilyttää muotoaan pinnan nanorakenteiden venyessä, kun taas huokoinen kuvio mahdollistaa kupari-ionien nopeamman vapautumisen.
Nämä yhteisvaikutukset eivät ainoastaan aiheuta bakteerisolujen rakenteellista hajoamista, mikä tekee niistä herkempiä myrkyllisille kupari-ioneille, vaan myös edistävät kupari-ionien ottoa bakteerisoluissa. Juuri tämä vaikutusten yhdistelmä nopeuttaa suuresti bakteerien poistumista.
Tutkijat ympäri maailmaa pyrkivät kehittämään uusia lääketieteellisiä materiaaleja ja laitteita, jotka auttavat vähentämään antibiooteille vastustuskykyisten superbakteerien lisääntymistä vähentämällä antibioottien tarvetta. Lääkeresistentit infektiot ovat lisääntymässä, ja kun uusia antibiootteja on markkinoilla rajoitetusti, antibakteeristen materiaalien kehittämisellä voi olla tärkeä rooli tämän ongelman ratkaisemisessa.
Tämä uusi kuparituote tarjoaa lupaavan ja edullisen vaihtoehdon superbakteerien torjunnassa ja on vain yksi esimerkki siitä, kuinka CSIRO auttaa torjumaan kasvavaa antibioottiresistenssin riskiä.
Tämä tutkimus aloitettiin RMIT-CSIRO PhD -ohjelman kautta, ja sen myöhemmin rahoitti CASS Foundation, Melbourne, Australia. Tämä innovatiivinen prosessi on tällä hetkellä patentoitu Yhdysvalloissa, Kiinassa ja Australiassa.
