Spikmatta för bakterier

− Förutom att minska lidande och antibiotikaresistens skulle hjälpmedel av den här sorten kunna leda till färre ingrepp inom till exempel implantatkirurgin, eftersom implantaten skulle kunna stanna kvar i kroppen under en mycket längre tid än de man använder sig av idag. Vår forskning skulle också kunna leda till att minska kostnader inom sjukvården över hela världen, säger Santosh Pandit, postdok i professor Ivan Mijakovics forskargrupp på avdelningen för systembiologi, institutionen för biologi och bioteknik vid Chalmers.

Plocka ut proteser

Enligt ECDC, EU:s smittskyddsmyndighet, drabbas varje år över fyra miljoner patienter i Europa av vårdrelaterade infektioner. En stor andel beror på bakterieangrepp på katetrar, höft-och knäproteser eller tandimplantat, som i värsta fall kan behöva plockas ut igen.

Infektioner på implantat orsakas av bakterier som färdas runt i vätska i kroppen, till exempel blod, i jakt på en yta att fästa vid. Väl där börjar de föröka sig och bildar en bakteriebeläggning, som kallas biofilm.

Förutom stort lidande för patienterna, kan infektionerna innebära stora kostnader för sjukvården, och öka antibiotikaresistensen i samhället.

Grafen som dödar

Tidigare studier från forskarna på Chalmers har visat att vertikalt stående nanoflagor av grafen kan bilda en spikmatta som gör det omöjligt för bakterier att fästa vid ett underlag. Istället skärs cellmembranet sönder och bakterien dör.

Kostnaden och tidsåtgången gör att grafenflagor inte lämpar sig för storskalig produktion. Men nu har forskarna hittat ett alternativ, och visat att att ytor på hjälpmedel som formgjutits av en blandning av polyetylen och grafitnanoflagor dödar 99,99 procent av de bakterier som försöker fästa där.

− Det som är anmärkningsvärt med resultaten i vår nya studie är att vi kan uppnå samma enastående antibakteriella effekter genom att använda en relativt prisvärd typ av grafitnanoflagor som vi blandar med en mycket mångsidig polymer. Trots att polymeren, eller plasten, egentligen inte är speciellt kompatibel med grafitnanoflagorna, har vi lyckats skräddarsy mikrostrukturen för materialet med hjälp av standardtillverkningstekniker för plast. Det kan ha stor potential inom många biomedicinska användningsområden, säger Roland Kádár, docent på institutionen för industri- och materialvetenskap.

Skadar inte cellerna

I rätt koncentration kan de sylvassa grafitnanoflagorna på ytan av implantaten förhindra bakterieinfektion. De vassa flagorna skadar inte heller celler från människor och andra däggdjur. Ett stick av grafitnanoflagorna kan jämföras med ett dödligt knivangrepp på en bakterie, men endast ett litet nålstick för den mänskliga cellen.

Forskarnas framtida fokus ligger nu på att utforska dessa antibakteriella ytors fulla potential inom specifika biomedicinska användningsområden.

Källa: Chalmers tekniska högskola