By Мікроорганізми, що опинилися на поверхні міді, гинуть упродовж кількох годин. Завдяки новій технології, яка модифікує поверхню за допомогою лазера, цей поширений метал стає ще більш вбивчим – пише Софі Бушвік у журналі Scientific American.
Бактерії “щораз активніші і стійкіші до ліків; те саме й із вірусами”, пояснює Рахім Рахімі, спеціаліст інженерії металів з Університету Пердью й головний автор праці, опублікованої у квітні 2020 року в Advanced Materials Interfaces.
“Помітне значне зацікавлення винайденням поверхонь, що можуть блискавично знищити патоген, який із ними зіткнеться”, оскільки “це дає змогу уповільнити його поширення в середовищі”. (Нові дослідження концентруються на бактеріях).
Мідь є хорошим кандидатом для таких поверхонь: люди використовують її антибактеріальні властивості вже майже 8 тис. років. Майкл Шмідт, мікробіолог із Медичного університету Південної Кароліни, який не брав участі в цих дослідженнях, нагадує, що в епоху бронзи деякі цивілізації зберігали питну воду в мідному начинні, аби уникнути хвороб. Здатність міді знищувати мікроорганізми пов’язана з її електричною провідністю.
Коли мікроорганізм стикається з поверхнею металу, до нього переходить частина електронів із клітинної оболонки. Це активізує хімічні процеси, наслідком яких є виникнення в оболонці пор і знищення організму. Щоби зробити цей процес інтенсивнішим, група Рахімі препарувала поверхню міді, освітлюючи її лазерними імпульсами, які тривали кілька мілісекунд, що спричинило виникнення нанопор на пласкій поверхні металу і збільшило її поле. “Можна сказати, що вони перетворили рівнину у місто”, – тлумачить Шмідт, підкреслюючи, що вертикальні структури “збільшили площу, яку можна використовувати для знищення мікробів”. Нерівна поверхня міді збільшує також абсорбцію води, а отже – й усіх наявних у ній бактерій.
Науковці перевірили ефективність розробленої технології, розміщуючи різні види бактерій, зокрема Escherichia coli та стійкий до ліків Staphylococcus, на гладку й модифіковану лазером мідну поверхню. Як тільки бактерії опинилися на обробленій поверхні, відразу ж почався процес руйнування їхньої клітинної оболонки – цей вид поверхні повністю знищує бактерії, у деяких випадках значно швидше, ніж гладка поверхня. Деякі бактерії були вбиті відразу після контакту з поверхнею; ціла колонія, залежно від виду й кількості, зникала за час від 40 хв до двох годин.
Рахімі переконує, що лазерне оброблення можна також використовувати й щодо інших металів, наприклад титану, з якого часто виготовляють хірургічні імпланти. Науковець пояснює, що всі види металу мають слабші чи сильніші антибактеріальні властивості, хоч титан, провідність якого порівняно низька, повільніше вбиває мікроорганізми, ніж добре провідна мідь. Застосування лазерної технології “дає змогу збільшити антивірусні та антибактеріальні властивості металів”.
