Το λεπτότερο υλικό στον κόσμο μπορεί να αποτρέψει τη μόλυνση του εμφυτεύματος
Σε πάχος ενός ατόμου, το γραφένιο είναι το λεπτότερο υλικό που είναι γνωστό στον άνθρωπο. Λόγω της υψηλής αγωγιμότητάς του, το γραφένιο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές, όπως οθόνες τηλεφώνου και φορτιστές. Νέα έρευνα προσθέτει στον κατάλογο των χρήσεων για το υλικό, καθώς ένα λεπτό στρώμα γραφενίου έχει αντιβακτηριακό αποτέλεσμα.
Το Graphene βρέθηκε το 2002, όταν ένας ειδικός σε μικροσκοπικά λεπτά υλικά αποφάσισε να πειραματιστεί με πολύ λεπτά στρώματα άνθρακα.
Το προκύπτον «υπερϋλικό» είναι πλέον γνωστό ως ένα από τα ισχυρότερα υλικά του κόσμου - στην πραγματικότητα, είναι 200 φορές ισχυρότερο από το χάλυβα - καθώς και το λεπτότερο.
Κατασκευασμένο είτε ως νιφάδες ή μεμβράνες, το γραφένιο είναι πιο ηλεκτρικά αγώγιμο από το χαλκό.
Προηγουμένως, οι ερευνητές είχαν πειραματιστεί με την τοποθέτηση των νιφάδων γραφενίου κάθετα σε μια προσπάθεια επέκτασης των εφαρμογών του.
Ενώ η δομή του γραφενίου ως κάθετων «ακίδων» δεν είναι από μόνη της καινοτόμο, οι επιστήμονες στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers στο Γκέτεμποργκ της Σουηδίας, είναι οι πρώτοι που αποδεικνύουν ότι η τοποθέτηση των νιφάδων σκοτώνει κάθετα βακτήρια και αποτρέπει τις λοιμώξεις σε ένα χειρουργικό εμφύτευμα.
Τα ευρήματα - που έχουν πλέον δημοσιευτεί στο περιοδικό Προηγμένες διεπαφές υλικών - είναι ιδιαίτερα σημαντικές, δεδομένου ότι η προηγούμενη έρευνα απέδωσε αντικρουόμενα αποτελέσματα, με ορισμένες δοκιμές να δείχνουν ότι καταστρέφει τα βακτήρια και άλλα αφήνοντας τα βακτήρια αβλαβείς.
«Ανακαλύψαμε ότι η βασική παράμετρος είναι να προσανατολίζουμε κάθετα το γραφένιο», λέει ο συν-αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης, Ιβάν Μιακάκοβιτς, καθηγητής στο Τμήμα Βιολογίας και Βιολογικής Μηχανικής του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Chalmers. «Εάν είναι οριζόντια, τα βακτήρια δεν βλάπτονται», εξηγεί.
Πώς το γραφένιο μπορεί να ωφελήσει τα εμφυτεύματα
Σύμφωνα με την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA), τα ιατρικά εμφυτεύματα είναι «συσκευές ή ιστοί που τοποθετούνται μέσα ή στην επιφάνεια του σώματος». Μερικά από αυτά τα εμφυτεύματα μπορεί να αντικαταστήσουν τα μέρη του σώματος, όπως τα προσθετικά του ισχίου ή του γόνατος ή απλά μπορούν να υποστηρίξουν την καλή λειτουργία άλλων οργάνων.
Το FDA προειδοποιεί ότι οι λοιμώξεις συχνά συνοδεύουν τα εμφυτεύματα - ειδικά αμέσως μετά τη χειρουργική επέμβαση. Αν και συνήθως αυτές οι λοιμώξεις μπορούν να αντιμετωπιστούν με κατάλληλα φάρμακα, σε ορισμένες περιπτώσεις, το εμφύτευμα πρέπει να αφαιρεθεί εντελώς.
Ωστόσο, η νέα έρευνα δείχνει ότι η τοποθέτηση νιφάδων γραφενίου κατακόρυφα στην επιφάνεια του εμφυτεύματος σχηματίζει μια «αγκαθωτή» προστατευτική ασπίδα που τεμαχίζει τα βακτήρια και τα εμποδίζει να προσκολληθούν.
Είναι σημαντικό, αυτό το προστατευτικό στρώμα δεν βλάπτει τα ανθρώπινα κύτταρα. τα ανθρώπινα κύτταρα είναι 25 φορές μεγαλύτερα από τα βακτήρια. Το παρακάτω βίντεο εξηγεί με περισσότερες λεπτομέρειες πώς λειτουργούν οι αιχμές του γραφενίου.
«Το Graphene έχει υψηλό δυναμικό για εφαρμογές υγείας», λέει ο συν-αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης, Jie Sun, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Μικρο-Τεχνολογίας και Νανοεπιστήμης στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers.
Η ελαχιστοποίηση του κινδύνου απόρριψης του εμφυτεύματος, η μη απαραίτητη αντιβιοτική προστασία και η προστασία από τη μόλυνση είναι μερικές μόνο από αυτές τις εφαρμογές.
Ωστόσο, προειδοποιεί, «απαιτείται περισσότερη έρευνα για να ισχυριστούμε ότι το [γραφένιο] είναι απολύτως ασφαλές. Μεταξύ άλλων, γνωρίζουμε ότι το γραφένιο δεν αποσυντίθεται εύκολα. "
«Θέλουμε να αποτρέψουμε τη δημιουργία λοίμωξης από βακτήρια. Διαφορετικά, μπορεί να χρειαστείτε αντιβιοτικά, τα οποία θα μπορούσαν να διαταράξουν την ισορροπία των φυσιολογικών βακτηρίων και επίσης να αυξήσουν τον κίνδυνο αντιμικροβιακής αντοχής από παθογόνα. "
Πρώτος συγγραφέας μελέτης Santosh Pandit, Τμήμα Βιολογίας και Βιολογίας Μηχανικών, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers
