Il livello minuscolo di fiocchi del graphene si trasforma in in arma micidiale contro i batteri sugli innesti

Un livello minuscolo di fiocchi del graphene si trasforma in in un'arma micidiale ed uccide i batteri, fermanti le infezioni durante le procedure quale la chirurgia dell'innesto. Ciò è i risultati di nuova ricerca dall'università tecnologica di Chalmers, Svezia, recentemente pubblicata nelle interfacce dei materiali avanzati del giornale scientifico.

Le operazioni per gli innesti chirurgici, quali le sostituzioni del ginocchio e del cinorrodo o gli innesti dentari, sono aumentato negli ultimi anni. Tuttavia, in tali procedure, c'è sempre un rischio di infezione batterica. Nel peggiore dei casi lo scenario, questo può indurre l'innesto a non fissare allo scheletro, significante che deve essere eliminato.

I batteri viaggiano intorno in liquidi, quale sangue, cercante una superficie per aderire sopra a. Una volta che sul posto, cominciano svilupparsi e propagarsi, formando un livello protettivo, conosciuto come un biofilm.

Un gruppo di ricerca a Chalmers ora ha indicato che un livello di graphene verticale si sfalda moduli una superficie protettiva che lo rende impossible affinchè i batteri fissasse. Invece, i batteri sono affettati a parte dai fiocchi marcati del graphene e sono uccisi. Gli innesti ricoprenti con un livello di fiocchi del graphene possono quindi contribuire a proteggere il paziente dall'infezione, ad eliminare l'esigenza del trattamento antibiotico ed a diminuire il rischio di rifiuto dell'innesto. L'osteointegrazione - il trattamento tramite cui la struttura dell'osso diventa l'attaccatura l'innesto - non è disturbata. Infatti, il graphene è stato indicato per avvantaggiare le celle di osso.

L'università di Chalmers è una guida nel campo della ricerca del graphene, ma le applicazioni biologiche non hanno cominciato a attuarsi fino ad alcuni anni fa. I ricercatori hanno veduto i risultati contraddittori negli studi più iniziali. Alcuni hanno indicato che il graphene ha danneggiato i batteri, altri che non erano commoventi.

“Abbiamo scoperto che il parametro chiave è di orientare verticalmente il graphene. Se è orizzontale, i batteri non sono danneggiati„ dice Ivan Mijakovic, professore al dipartimento di biologia e di assistenza tecnica biologica.

I fiocchi marcati non danneggiano le cellule umane. La ragione è semplice: un batterio è un micrometro - un millesimo di un millimetro - di diametro, mentre una cellula umana è 25 micrometri. Così, che cosa costituisce un attacco micidiale del coltello per un batterio, è quindi soltanto un graffio minuscolo per una cellula umana.

“Graphene ha alto potenziale per le applicazioni di salubrità. Ma la più ricerca è necessaria prima che possiamo reclamarlo siamo interamente sicuri. Tra l'altro, sappiamo che il graphene non si degrada facilmente„ dice il Sun di Jie, il professore associato al dipartimento di micro tecnologia e Nanoscience.

I buoni batteri egualmente sono uccisi dal graphene. Ma quello non è un problema, poichè l'effetto è localizzato ed il bilanciamento della microflora nell'organismo rimane indisturbato.

“Vogliamo impedire ai batteri di creare un'infezione. Altrimenti, potete avere bisogno degli antibiotici, in grado di interrompere il bilanciamento dei batteri normali ed anche aumentare il rischio di resistenza antimicrobica dagli agenti patogeni„ dice Santosh Pandit, postdoc a biologia e ad assistenza tecnica biologica.

I fiocchi verticali di graphene non sono una nuova invenzione, esistente per alcuni anni. Ma i gruppi di ricerca di Chalmers sono i primi per usare il graphene verticale in questo modo. Il punto seguente per il gruppo di ricerca sarà di provare i fiocchi del graphene più ulteriormente, ricoprendo le superfici dell'innesto e studiando l'effetto sulle celle animali.

Chalmers ha cooperato con la sanità di Wellspect, una società che fa i cateteri ed altri strumenti medici, in questa ricerca. Ora continueranno con un secondo studio. I progetti sono costituiti un fondo per da Vinnova (un ente governativo svedese).

La fabbricazione del graphene verticale

Graphene è fatto degli atomi di carbonio. È soltanto un singolo livello atomico spesso e quindi il materiale più sottile del mondo. Graphene è fatto in fiocchi o pellicole. È 200 volte più forte dell'acciaio ed ha grazie molto buoni della conducibilità alla sua mobilità di elettrone rapida. Graphene è egualmente estremamente sensibile alle molecole, che permette che sia utilizzato in sensori.

Graphene può essere fatto tramite CVD, o applicazione a spruzzo chimica. Il metodo è usato per creare un rivestimento di superficie sottile su un campione. Il campione è collocato in una camera di vuoto ed è riscaldato ad una temperatura elevata nel momento stesso in cui tre gas - solitamente idrogeno, metano e l'argon - sono scaricati nella camera. Le cause dell'alto calore intossicano le molecole per reagire a vicenda e uno strato sottile degli atomi di carbonio è creato.

Per produrre i moduli verticali del graphene, un trattamento conosciuto come applicazione a spruzzo chimica Plasma-Migliorata, o PECVD, è usato. Poi, un campo elettrico - un plasma - è applicato sopra il campione, che induce il gas ad essere ionizzato vicino alla superficie. Con il plasma, il livello di carbonio si sviluppa verticalmente dalla superficie, invece di orizzontalmente come con CVD.

Sorgente: https://www.chalmers.se/en/departments/bio/news/Pages/Spikes-of-graphene-can-kill-bacteria-on-implants.aspx

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