Kazınmış Nanosütunlar Titanyum İmplantlardaki Bakterileri ve Mantarları Öldürüyor

Avustralya RMIT'deki araştırmacılar, tıbbi implantların yüzeylerine bulaşabilecek bakteri ve mantarları öldürmek için ilaçsız bir yaklaşım geliştirdiler. Bu tür patojenler, tıbbi implantların çevresinde ciddi ve tedavisi zor enfeksiyonlara neden olabilir ve bazen implantın çıkarılmasını gerektirebilir. Buna ek olarak, birçok mikrop yaygın antibiyotiklere karşı giderek daha dirençli hale geliyor ve bu da ilaçsız yaklaşımlara olan ihtiyacın altını çiziyor. Bu yeni teknik, yusufçuk kanatlarında bulunan ve mikrobiyal hücreleri çarpıp onları öldürebilen nanosütunlardan ilham alıyor. Araştırmacılar, titanyum yüzeylerde bu tür nanopiller oluşturmak için nispeten basit bir plazma aşındırma tekniği kullandılar ve bunların, birçok tıbbi cihaz enfeksiyonunun ardındaki mantar patojeni olan çoklu ilaca dirençli Candida hücrelerini öldürme yeteneklerini test ettiler.

Tıbbi implantlar birçok talihsiz klinik durumu düzeltebilir, ancak aynı zamanda implantasyondan sonra cihazın yüzeylerinde kolonileşebilecek mikropları da barındırabilirler. Bu genellikle kötü bir enfeksiyona yol açar; bu enfeksiyon çoğunlukla biyofilm oluşumuyla komplike hale gelir ve sonunda implantın çıkarılmasını gerektirebilir. Antimikrobiyal ilaç direnci başka bir komplikasyondur ve bu durum araştırmacılara mikropları ayrım gözetmeden öldürebilecek ilaçsız bir yüzey modifikasyonu yaratma konusunda ilham verdi.

Birçok tıbbi implantta kullanılan titanyum üzerinde küçük sütunlar oluşturmak için plazma aşındırma tekniğini kullandılar. Minik sivri uçlar yaklaşık olarak bir bakteri hücresinin yüksekliğindedir ve bir hücre yüzeye yerleştiğinde bu sivri uçlar hücrede ölümüne neden olabilecek deliklere yol açabilir. Şimdiye kadar yapılan çalışmalarda araştırmacılar, hücrenin hemen ölmemesi halinde, aldığı hasar nedeniyle bir süre sonra yine yok olacağını göstermişlerdir.

Araştırmaya katılan Elena Ivanova, “Hücrelerin yüzeyle ilk temastan sonra ölmesi (bazılarının parçalanması ve bazılarının ise kısa süre sonra programlanmış hücre ölümü nedeniyle) bu yüzeylere karşı direncin gelişmeyeceğini gösteriyor. Bu önemli bir bulgu ve aynı zamanda antimikrobiyal yüzeylerin etkinliğini ölçme yöntemimizin yeniden düşünülmesi gerekebileceğini gösteriyor. Bu son çalışma, yüzeylerin hayatta kalan hücrelerde programlanmış hücre ölümüne neden olduğunu, yani hücrelerin ne olursa olsun ölmesine neden olduğunu gösterebilirsek, tüm yüzeylerin temas anında tüm patojenleri hemen ortadan kaldırmasının tamamen gerekli olmayabileceğini öne sürüyor.” dedi.

Antimikrobiyal aktiviteyi basit bir şişirme hareketi olarak görselleştirmek kolay olsa da, hücreler farklı sütunlar tarafından çekildiğinden daha çok bir germe hareketine benziyor. Ivanova, “Bu, lateks bir eldiveni uzatmak gibi. Yavaşça esnedikçe lateksin en zayıf noktası incelecek ve sonunda yırtılacak. Bu yeni yüzey modifikasyon tekniğinin tıbbi cihazlarda potansiyel uygulamaları olabilir, ancak aynı zamanda dişçilik uygulamaları veya gıda üretimi ve tarımda kullanılan paslanmaz çelik tezgahlar gibi diğer malzemeler için de kolayca ayar yapılabilir.” diye ekledi.