Gelişmiş Antibakteriyel Aktivite için Geniş Yüzey Alanlı Bakır

Avustralya'daki RMIT Üniversitesi'nde bir grup bilim insanı, yüzeyindeki bakterileri normal bakırdan 100 kat daha hızlı öldürebilen bir bakır alaşımı geliştirdi. Araştırmacılar, malzemeyi bakır ve manganez atomlarını kullanarak oluşturdular ve daha sonra malzeme oluşturulduktan sonra manganezi çıkardılar, bu da büyük ölçüde artan yüzey alanına sahip tarak benzeri bir bakır yapıyla sonuçlandı. Geliştirmenin, sağlık tesislerinde ilaca dirençli bakterilere karşı mücadelede yardımcı olabileceği, ayrıca anti-mikrobiyal kapı kolları - korkuluklar, yüz maskeleri, solunum cihazları ve havalandırma sistemlerinde de faydalı olacağı düşünülüyor.

Bakır doğal olarak antibakteriyeldir ve bakır iyonları maruz kalan bakteri hücrelerinde toksik etkiler üretir. Bu doğal fenomen faydalı olsa da, rutin antimikrobiyal kullanım için biraz yavaş olabilir ve bir yüzeydeki bakterileri öldürmesi potansiyel olarak saatler alabilir. Yoğun bir hastane koridorundaki kapı kolları gibi sık dokunulan nesneler için, bu muhtemelen bir kişiden diğerine bakteri transferini önleyecek kadar hızlı olmayacaktır.

Yeni malzemenin geliştiricilerinden Ma Qian bir basın açıklamasında, “Standart bir bakır yüzey, dört saat içinde altın stafilin yaklaşık %97'sini öldürecektir. İnanılmaz bir şekilde, özel olarak tasarlanmış bakır yüzeyimize altın stafil bakterileri yerleştirdiğimizde, sadece iki dakika içinde hücrelerin %99,99'undan fazlasını yok etti. Yani sadece daha etkili olmakla kalmıyor, 120 kat daha hızlı. Bakır yapımız, böylesine yaygın bir malzeme için son derece güçlü olduğunu gösterdi.” dedi.

Bakır alaşımını oluşturmak için araştırmacılar bir bakır kalıp döküm işlemi kullandılar ve alaşıma hem manganez hem de bakır eklediler. Bununla birlikte, dağıtma adı verilen ucuz bir kimyasal işlem, manganezin çıkarılmasına yardımcı olarak gözenekli bir bakır yapı bıraktı. Modifiye edilmemiş bakıra kıyasla yüzey alanı önemli ölçüde artmakla kalmıyor, aynı zamanda malzeme hidrofiliktir ve yüzey suyundaki bakterileri içine çekip onlar için ek stres oluşturuyor.

Çalışmaya katılan başka bir araştırmacı olan Jackson Leigh Smith, “Bizim bakırımız tarak benzeri mikro ölçekli oyuklardan oluşuyor ve bu tarak yapısının her bir dişinin içinde çok daha küçük nano ölçekli oyuklar var; büyük bir aktif yüzey alanına sahip. Desen aynı zamanda yüzeyi süper hidrofilik yapıyor, böylece su damlacıklar yerine düz bir film olarak üzerinde durur. Hidrofilik etki, bakteri hücrelerinin yüzey nanoyapısı tarafından gerilirken formlarını korumak için mücadele ederken, gözenekli model bakır iyonlarının daha hızlı salınmasına izin verir. Bu birleşik etkiler, bakteri hücrelerinin yapısal bozulmasına neden olarak onları zehirli bakır iyonlarına karşı daha savunmasız hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda bakır iyonlarının bakteri hücrelerine alınmasını da kolaylaştırır. Bakterilerin büyük ölçüde hızlandırılmış bir şekilde yok edilmesini sağlayan bu etki kombinasyonudur.” diye açıklamada bulundu.

Araştırmacılar, bakır alaşımının havalandırma sistemleri, kapı kolları ve hatta yüz maskeleri de dahil olmak üzere çeşitli sağlık hizmetleri ortamlarında - cihazlarında çok faydalı bir antimikrobiyal yüzey oluşturabileceğini umuyorlar.