Noul material de cupru are efect bactericid și poate ucide 97% din Staphylococcus aureus în patru ore
Un nou produs din cupru poate ajuta la combaterea amenințării crescânde a superbugurilor prin uciderea bacteriilor mai rapid și mai eficient decât cuprul standard - de peste 100 de ori mai eficient.
Cuprul a fost mărit de 2,000 ori la un microscop electronic cu scanare, dezvăluind structura sa unică asemănătoare unui micropieptene.
Noul produs din cupru este rezultatul cercetării colaborative dintre Universitatea RMIT și agenția științifică națională CSIRO din Australia, ale cărei rezultate tocmai au fost publicate în Biomaterials.
Cuprul a fost folosit de mult timp împotriva diferitelor tulpini bacteriene, inclusiv a Staphylococcus aureus comun, deoarece ionii eliberați de pe suprafața metalului sunt toxici pentru celulele bacteriene.
Dar, după cum explică profesorul distins al Universității RMIT, Qian Ma, procesul este lent când se utilizează cuprul standard, iar cercetătorii din întreaga lume lucrează pentru a-l accelera.
O suprafață standard de cupru va ucide aproximativ 97% din Staphylococcus aureus în decurs de patru ore.
În mod incredibil, când Staphylococcus aureus a fost plasat pe suprafața noastră special concepută de cupru, a distrus peste 99,99% din celule în doar două minute. Nu numai că este mai eficient, ci este de 120 de ori mai rapid.
Aceste rezultate au fost obținute fără ajutorul niciunui medicament. Construcția din cupru sa dovedit a fi foarte eficientă pentru acest material comun.
Echipa consideră că noul material, odată dezvoltat în continuare, ar putea avea o gamă largă de aplicații, inclusiv mânere antibacteriene ale ușilor și alte suprafețe tactile în școli, spitale, case și transport public, precum și respiratoare antibacteriene sau filtrare în dispozitivele sistemelor de ventilație și măști.
Echipa investighează acum eficacitatea cuprului îmbunătățit împotriva SARS-COV-2, inclusiv evaluând mostre imprimate 3D.
Alte studii au arătat că cuprul poate fi foarte eficient împotriva virușilor, ceea ce a determinat Agenția pentru Protecția Mediului din SUA să aprobe în mod oficial suprafețele de cupru pentru utilizare antivirale la începutul acestui an.
Autorul principal al studiului, Dr. Jackson Leigh-Smith, a spus că structura poroasă unică a cuprului este cheia eficacității sale ca ucigaș rapid de bacterii.
Aliajul este creat folosind un proces special de turnare a matriței de cupru care aranjează atomii de cupru și mangan într-o structură specifică.
Atomii de mangan sunt apoi îndepărtați din aliaj folosind un proces chimic ieftin și scalabil numit „dezaliare”, lăsând suprafața cuprului pur umplută cu cavități minuscule la scară micron și nanometrică.
Cuprul este compus din micropori asemănătoare pieptenelor cu nanopori mai mici în fiecare dinte; are o suprafață activă uriașă. Modelul face ca suprafața să fie superhidrofilă sau hidrofilă, astfel încât apa există pe ea ca o peliculă plată, mai degrabă decât ca picături.
Efectul hidrofil înseamnă că celulele bacteriene au dificultăți în menținerea formei atunci când sunt întinse de nanostructurile de suprafață, în timp ce modelul poros permite eliberarea mai rapidă a ionilor de cupru.
Aceste efecte combinate nu numai că cauzează degradarea structurală a celulelor bacteriene, făcându-le mai susceptibile la ionii de cupru toxici, dar și promovează absorbția ionilor de cupru de către celulele bacteriene. Această combinație de efecte este cea care accelerează foarte mult eliminarea bacteriilor.
Cercetătorii din întreaga lume caută să dezvolte noi materiale și dispozitive medicale care să ajute la reducerea apariției microbilor rezistenți la antibiotice prin reducerea nevoii de antibiotice. Infecțiile rezistente la medicamente sunt în creștere și, cu antibiotice noi pe piață limitate, dezvoltarea de materiale antibacteriene ar putea juca un rol important în a ajuta la rezolvarea acestei probleme.
Acest nou produs din cupru oferă o opțiune promițătoare și accesibilă în lupta împotriva superbugurilor și este doar un exemplu al modului în care CSIRO ajută la combaterea riscului tot mai mare de rezistență la antibiotice.
Această cercetare a fost inițiată prin Programul de doctorat RMIT-CSIRO și ulterior cofinanțată de Fundația CASS, Melbourne, Australia. Acest proces inovator este în prezent brevetat în Statele Unite, China și Australia.
