نابودی سریع باکتری از سطوح فلزی با کمک لیزر؛ دستاورد محقق ایرانی

پاتوژن‌های باکتریایی می‌توانند تا روزها روی سطوح مختلف زندگی کنند. به تازگی مهندسان دانشگاه پردو توانسته‌اند با کمک لیزر و ایجاد بافت به روشی دست پیدا کنند که توسط آن می‌توان تمام سطوح فلزی را تبدیل به یک قاتل سریع باکتری کرد.

محققان در این تحقیق که توسط ژورنال Advanced Material Interfaces منتشر شده، نشان داده‌اند که این روش به سطح مسی اجازه می‌دهد تا با سرعت بالایی باکتری‌هایی مانند استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متی‌سیلین (MRSA) را نابود کند. استادیار مهندسی مواد دانشگاه پردو، «رحیم رحیمی» در این زمینه اعلام کرده:

«برای چندین قرن از مس به عنوان یک ماده ضد میکروبی استفاده شده. با این وجود مس برای نابود کردن باکتری به چندین ساعت زمان نیاز دارد. ما روش ایجاد بافت یک مرحله‌ای با لیزر را توسعه داده‌ایم که می‌تواند قابلیت کشتن باکتری‌ها توسط سطح مس را بهبود دهد.»

این روش هنوز مناسب کشتن ویروس‌ها مانند کووید-19 نیست چرا که این ویروس ابعاد بسیار کوچکتری نسبت به باکتری دارد. از زمان انتشار این مقاله، تیم رحیمی در حال آزمایش فناوری خود روی فلزات دیگر و همچنین پلیمرها است تا خطر رشد و تشکیل زیست‌لایه روی دستگاه‌هایی مانند ایمپلنت ارتوپدی یا پچ‌های پوشیدنی برای زخم‌های مزمن را کاهش دهند.

به گفته رحیمی، ایمپلنت‌ها با سطح ضد میکروبی از گسترش عفونت و همچنین مقاومت آنتی بیوتیکی جلوگیری می‌کنند، چرا که نیازی به آنتی بیوتیک برای نابودی باکتری از روی سطح ایمپلنت نیست. این احتمال وجود دارد که روش جدید برای آلیاژهای فلزی که دارای خاصیت ضد میکروبی هستند، مورد استفاده قرار بگیرد.

فلزاتی مانند مس معمولا دارای سطح صاف هستند و نمی‌توانند به راحتی در زمان تماس با باکتری، آن را نابود کنند. روش توسعه یافته توسط تیم رحیمی، از لیزر برای ایجاد الگوهایی در ابعاد نانو روی سطح فلز استفاده می‌کند. این الگوها یک بافت سخت و ناهموار ایجاد می‌کنند و سطح تماس را افزایش می‌دهند. این موضوع به باکتری فرصت می‌دهد تا با نقاط بیشتری در تماس باشد و در یک محل مشخص جمع نشود.

محققان در گذشته برای تقویت خاصیت ضد میکروبی فلزات، از انواع پوشش‌های نانو استفاده کرده‌اند، البته این پوشش‌ها می‌توانند برای محیط زیست سمی و خطرناک باشند. رحیمی در رابطه با روش این تحقیق، توضیح داده:

«ما یک فرایند قدرتمند و مقاوم ایجاد کرده‌ایم که به طور انتخابی می‌تواند مستقیما الگوهایی با مقیاس میکرو و نانو را روی سطح ایجاد کند و همچنین باعث تغییرات عمده‌ای در مواد فلزی نشود.»

استفاده از لیزر برای ایجاد الگو علاوه بر بهبود تماس مستقیم، سطح را آب دوست می‌کند. با توجه به سادگی و مقیاس‌پذیری این روش، محققان اعتقاد دارند که می‌توان از آن برای فرایندهای تولید دستگاه‌های پزشکی موجود استفاده کرد.