قد تمنع أنحف مادة في العالم عدوى الغرسة
بسمك ذرة واحدة فقط ، يعتبر الجرافين أنحف مادة معروفة للإنسان. نظرًا لقابليته العالية للتوصيل ، يمكن استخدام الجرافين في العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل شاشات الهاتف وأجهزة الشحن. يضيف بحث جديد إلى قائمة استخدامات المادة ، حيث وجد أن طبقة رقيقة من الجرافين لها تأثير مضاد للبكتيريا.
تم العثور على الجرافين في عام 2002 ، عندما قرر خبير في المواد الرقيقة مجهريًا تجربة طبقات رقيقة جدًا من الكربون.
تُعرف "المادة الفائقة" الناتجة الآن بأنها واحدة من أقوى المواد في العالم - في الواقع ، إنها أقوى 200 مرة من الفولاذ - بالإضافة إلى أنحفها.
يصنع الجرافين إما على شكل رقائق أو رقائق ، وهو موصل للكهرباء أكثر من النحاس.
في السابق ، جرب الباحثون وضع رقائق الجرافين عموديًا في محاولة لتوسيع تطبيقاتها.
في حين أن هيكلة الجرافين على أنها "مسامير" عمودية ليست مبتكرة في حد ذاتها ، فإن العلماء في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في جوتنبرج ، السويد ، هم أول من أثبت أن وضع الرقائق رأسياً يقتل البكتيريا ويمنع العدوى في الغرسة الجراحية.
النتائج - التي تم نشرها الآن في المجلة واجهات مواد متقدمة - لها أهمية خاصة بالنظر إلى أن الأبحاث السابقة أسفرت عن نتائج متضاربة ، حيث أظهرت بعض الاختبارات أنها تدمر البكتيريا والبعض الآخر يترك البكتيريا دون أن يصاب بأذى.
"اكتشفنا أن المعلمة الرئيسية هي توجيه الجرافين عموديًا" ، كما يقول مؤلف الدراسة المشترك إيفان ميجاكوفيتش ، الأستاذ في قسم البيولوجيا والهندسة البيولوجية في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا. ويشرح قائلاً: "إذا كان الوضع أفقيًا ، فلن تتأذى البكتيريا".
كيف يمكن للجرافين أن يفيد الغرسات
وفقًا لإدارة الغذاء والدواء (FDA) ، فإن الغرسات الطبية هي "أجهزة أو أنسجة توضع داخل أو على سطح الجسم". قد تحل بعض هذه الغرسات محل أجزاء من الجسم ، مثل مفصل الورك أو الركبة ، أو يمكنها ببساطة دعم الأداء الجيد للأعضاء الأخرى.
تحذر إدارة الغذاء والدواء الأمريكية من أن العدوى غالبًا ما تصاحب الغرسات - خاصة بعد الجراحة مباشرة. على الرغم من أنه يمكن علاج هذه العدوى عادةً بالأدوية المناسبة ، في بعض الحالات ، يجب إزالة الغرسة تمامًا.
ومع ذلك ، يُظهر البحث الجديد أن وضع رقائق الجرافين عموديًا على سطح الغرسة يشكل درعًا واقيًا "شائكًا" يقطع البكتيريا ويمنعها من الالتصاق.
والأهم من ذلك أن هذه الطبقة الواقية لا تضر بالخلايا البشرية ؛ الخلايا البشرية أكبر 25 مرة من البكتيريا. يوضح الفيديو أدناه بمزيد من التفصيل كيفية عمل طفرات الجرافين.
"يتمتع الجرافين بإمكانيات عالية للتطبيقات الصحية" ، كما يقول مؤلف الدراسة المطابق المشارك جي صن ، الأستاذ المشارك في قسم التكنولوجيا الدقيقة وعلم النانو في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا.
إن تقليل مخاطر رفض الزرع ، وجعل المضادات الحيوية غير ضرورية ، والحماية من العدوى ليست سوى بعض هذه التطبيقات.
ومع ذلك ، يحذر من أن "هناك حاجة إلى مزيد من البحث قبل أن نتمكن من الادعاء بأن [الجرافين] آمن تمامًا. من بين أمور أخرى ، نعلم أن الجرافين لا يتحلل بسهولة ".
نريد أن نمنع البكتيريا من إحداث عدوى. وإلا ، فقد تحتاج إلى مضادات حيوية ، مما قد يخل بتوازن البكتيريا الطبيعية ويزيد أيضًا من خطر مقاومة مسببات الأمراض لمضادات الميكروبات ".
مؤلف الدراسة الأول سانتوش بانديت ، قسم البيولوجيا والهندسة البيولوجية ، جامعة تشالمرز للتكنولوجيا
