29 Ağu 2023 (Nanowerk Haberleri) İlaca dirençli enfeksiyonların artan oranları küresel çapta sağlık uzmanlarını endişelendiriyor. Titanyum kalçalar veya diş protezleri gibi implantların etrafındaki enfeksiyonu önlemek için doktorlar çeşitli antimikrobiyal kaplamalar, kimyasallar ve antibiyotikler kullanıyor, ancak bunlar antibiyotiğe dirençli suşları durdurmada başarısız oluyor ve hatta direnci artırabiliyor. Bu zorlukların üstesinden gelmek için RMIT Üniversitesi bilim adamları, hem bakteri hem de mantarlara karşı etkili, ilaçsız koruma sağlamak için titanyum implantlara veya diğer yüzeylere kazınabilen mikro ölçekli sivri uçlardan oluşan bir desen tasarladılar. Ekibin çalışması şu tarihte yayınlandı: Gelişmiş Malzeme Arayüzleri (“Çoklu İlaca Dirençlilerin Apoptozu Candida,it Mikroyapılı Titanyum Yüzeylerdeki Türler”) değiştirilmiş titanyum yüzeyinin çoklu ilaca dirençli öldürmedeki etkinliğini test etti Candida,it – Hastanede edinilen 10 tıbbi cihaz enfeksiyonundan birinden sorumlu olan potansiyel olarak ölümcül bir mantar.
Parlatılmış titanyum yüzeyinde sağlam bir Candida hücresi (solda) ve mikro çivili titanyum yüzeyinde (sağda) parçalanmış bir Candida hücresi. (Resim: RMIT Üniversitesi) Her biri bir bakteri hücresine benzer yükseklikte olan özel olarak tasarlanmış sivri uçlar, temastan hemen sonra hücrelerin yaklaşık yarısını yok etti. Önemli bir şekilde, hemen yok edilmeyen diğer yarısı, meydana gelen yaralanmalar nedeniyle yaşayamaz hale geldi, üreyemedi veya enfeksiyona neden olamadı. Baş Doktora Sonrası araştırmacı Dr Denver Linklater, protein aktivitesinin metabolik analizinin hem Candida albicans ve çoklu ilaca dirençli Candida auris yüzeyde yaralanmış halde duran mantar hücreleri ölü gibiydi. “ Candida,it RMIT Bilim Okulu'ndan Linklater, "Yaralanan hücreler, yedi gün sonra bile ölümcül bir mantar biyofilmi oluşturacak şekilde çoğaldıkları süreci engelleyen yoğun bir metabolik strese maruz kaldı" dedi. "Stressiz bir ortamda yeniden canlandırılamadılar ve sonunda apoptoz veya programlanmış hücre ölümü olarak bilinen bir süreçte kapatılamadılar." Yüzeyin, altın stafilokok da dahil olmak üzere yaygın patojenik bakterilere karşı etkinliği, XNUMX'de yayınlanan daha önceki bir çalışmada gösterilmiştir. malzeme (“Mekanik olarak etkisizleştirilmesi Staphylococcus aureus ve Pseudomonas aeruginosa hiyerarşik yüzey yapılarına sahip titanyum alt tabaka tarafından). Grup lideri Seçkin Profesör Elena Ivanova, son bulguların tehlikeli, çoklu ilaca dirençli mayaların biyofilm oluşumunu önleyecek antifungal yüzeylerin tasarımına ışık tuttuğunu söyledi. "Hücrelerin yüzeyle ilk temastan sonra ölmesi gerçeği (bazılarının parçalanması ve diğerlerinin kısa süre sonra programlanmış hücre ölümü nedeniyle) bu yüzeylere karşı direncin gelişmeyeceğini gösteriyor" dedi. "Bu önemli bir bulgu ve ayrıca antimikrobiyal yüzeylerin etkinliğini ölçme yöntemimizin yeniden düşünülmesi gerekebileceğini gösteriyor." Son on yılda süper mikropları temas halinde öldüren yüzeylerin tasarlanması konusunda ilerlemeler kaydedildi. Bununla birlikte, mikropların %100'ünü ortadan kaldıracak doğru yüzey desenlerini bulmak, böylece bazılarının hayatta kalarak dirençli hale gelmesini engellemek süregelen bir zorluktur. "Bu son çalışma, yüzeylerin hayatta kalan hücrelerde programlanmış hücre ölümüne neden olduğunu, yani ne olursa olsun öldüklerini gösterebilirsek, tüm yüzeylerin temas anında tüm patojenleri hemen ortadan kaldırmasının tamamen gerekli olmayabileceğini öne sürüyor" dedi.
Titanyum mikro sivri uçların üzerinde 25,000 kez büyütülmüş parçalanmış bir Candida hücresi. (Resim: RMIT Üniversitesi)
Bir yusufçuk kanadının yüzeyindeki nanosütunlar 20,000 kat büyütülmüş. (Resim: RMIT Üniversitesi) Ivanova, nispeten basit gravür tekniğinin optimize edilebileceğini ve çok çeşitli malzeme ve uygulamalara uygulanabileceğini söyledi. "Bu yeni yüzey modifikasyon tekniği, tıbbi cihazlarda potansiyel uygulamalara sahip olabilir, ancak aynı zamanda dişçilik uygulamaları veya gıda üretimi ve tarımda kullanılan paslanmaz çelik tezgahlar gibi diğer malzemeler için de kolayca ayarlanabilir" dedi.
Parlatılmış titanyum yüzeyinde sağlam bir Candida hücresi (solda) ve mikro çivili titanyum yüzeyinde (sağda) parçalanmış bir Candida hücresi. (Resim: RMIT Üniversitesi) Her biri bir bakteri hücresine benzer yükseklikte olan özel olarak tasarlanmış sivri uçlar, temastan hemen sonra hücrelerin yaklaşık yarısını yok etti. Önemli bir şekilde, hemen yok edilmeyen diğer yarısı, meydana gelen yaralanmalar nedeniyle yaşayamaz hale geldi, üreyemedi veya enfeksiyona neden olamadı. Baş Doktora Sonrası araştırmacı Dr Denver Linklater, protein aktivitesinin metabolik analizinin hem Candida albicans ve çoklu ilaca dirençli Candida auris yüzeyde yaralanmış halde duran mantar hücreleri ölü gibiydi. “ Candida,it RMIT Bilim Okulu'ndan Linklater, "Yaralanan hücreler, yedi gün sonra bile ölümcül bir mantar biyofilmi oluşturacak şekilde çoğaldıkları süreci engelleyen yoğun bir metabolik strese maruz kaldı" dedi. "Stressiz bir ortamda yeniden canlandırılamadılar ve sonunda apoptoz veya programlanmış hücre ölümü olarak bilinen bir süreçte kapatılamadılar." Yüzeyin, altın stafilokok da dahil olmak üzere yaygın patojenik bakterilere karşı etkinliği, XNUMX'de yayınlanan daha önceki bir çalışmada gösterilmiştir. malzeme (“Mekanik olarak etkisizleştirilmesi Staphylococcus aureus ve Pseudomonas aeruginosa hiyerarşik yüzey yapılarına sahip titanyum alt tabaka tarafından). Grup lideri Seçkin Profesör Elena Ivanova, son bulguların tehlikeli, çoklu ilaca dirençli mayaların biyofilm oluşumunu önleyecek antifungal yüzeylerin tasarımına ışık tuttuğunu söyledi. "Hücrelerin yüzeyle ilk temastan sonra ölmesi gerçeği (bazılarının parçalanması ve diğerlerinin kısa süre sonra programlanmış hücre ölümü nedeniyle) bu yüzeylere karşı direncin gelişmeyeceğini gösteriyor" dedi. "Bu önemli bir bulgu ve ayrıca antimikrobiyal yüzeylerin etkinliğini ölçme yöntemimizin yeniden düşünülmesi gerekebileceğini gösteriyor." Son on yılda süper mikropları temas halinde öldüren yüzeylerin tasarlanması konusunda ilerlemeler kaydedildi. Bununla birlikte, mikropların %100'ünü ortadan kaldıracak doğru yüzey desenlerini bulmak, böylece bazılarının hayatta kalarak dirençli hale gelmesini engellemek süregelen bir zorluktur. "Bu son çalışma, yüzeylerin hayatta kalan hücrelerde programlanmış hücre ölümüne neden olduğunu, yani ne olursa olsun öldüklerini gösterebilirsek, tüm yüzeylerin temas anında tüm patojenleri hemen ortadan kaldırmasının tamamen gerekli olmayabileceğini öne sürüyor" dedi.
Titanyum mikro sivri uçların üzerinde 25,000 kez büyütülmüş parçalanmış bir Candida hücresi. (Resim: RMIT Üniversitesi)
Biyo-esinli çözümlerde öncü
RMIT'in Çok Fonksiyonlu Mekanik-biyosidal Malzeme Araştırma Grubu, yusufçuk ve ağustos böceği kanatlarını kaplayan nanosütunlardan ilham alan antimikrobiyal yüzeylerin geliştirilmesinde on yıldan fazla bir süredir dünyaya liderlik ediyor. Ivanova, bakterilerin bir böceğin kanadına yerleştiğinde, nanosütunların modelinin hücreleri nasıl parçalara ayırdığını ve zarları ölümcül bir şekilde parçaladığını ilk gözlemleyenlerden biriydi. Ivanova, "Bu, lateks bir eldiveni uzatmak gibi" dedi. "Yavaşça esnedikçe lateksin en zayıf noktası incelecek ve sonunda yırtılacak." Ekibi geçtiğimiz on yılı bu böceklerin nanosütunlarını kendilerine ait nanodesenlerde kopyalamak için harcadı; bu son ilerleme, titanyumda antibakteriyel ve antifungal desen oluşturmak için plazma aşındırma adı verilen bir teknik kullanılarak elde edildi.
Bir yusufçuk kanadının yüzeyindeki nanosütunlar 20,000 kat büyütülmüş. (Resim: RMIT Üniversitesi) Ivanova, nispeten basit gravür tekniğinin optimize edilebileceğini ve çok çeşitli malzeme ve uygulamalara uygulanabileceğini söyledi. "Bu yeni yüzey modifikasyon tekniği, tıbbi cihazlarda potansiyel uygulamalara sahip olabilir, ancak aynı zamanda dişçilik uygulamaları veya gıda üretimi ve tarımda kullanılan paslanmaz çelik tezgahlar gibi diğer malzemeler için de kolayca ayarlanabilir" dedi.
endüstri işbirliği
Çalışmanın baş yazarı ve RMIT ve ARC Avustralya Çelik İmalatı Araştırma Merkezi ile ortak doktora adayı olan Phuc Le, endüstri ortağı BlueScope Steel ile yakın çalışmanın endüstri için pratik çözümlere odaklanma çabalarına yardımcı olduğunu söyledi. “Endüstriyel ortaklarla işbirliği yapmak doktora yolculuğumun dönüştürücü bir yönü oldu” dedi. "Üretici olarak onların ilk elden görüşleri, ürünlerinin karşılaştığı zorluklara açıklık getirdi ve bana araştırma yapıp pratik çözümler tasarlamam için kapılar açtı." "Çalışmalarımız ön aşamalarda olsa da, ürün optimizasyonuna yönelik beklentiler umut verici."- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- ChartPrime. Ticaret Oyununuzu ChartPrime ile yükseltin. Buradan Erişin.
- Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63556.php
