محققین دانشگاه «Saarland»، موفق به یافتن راهی جدید برای مبارزه با عفونت‌های بیمارستانی شده‌اند. در این تکنیک جدید با استفاده از کنترل توپوگرافی نانویی سطوح مختلف، می‌توان قدرت چسبندگی باکتری‌هایی که در محیط‌های بیمارستانی اعم از دیوارها و دستگیره‌ها به صورت گسترده حضور دارند را به شدت کاهش داد.

یکی از دلایل اصلی بروز عفونت‌های بیمارستانی، باکتری «Staphylococcus Aureus» است. این پاتوژن‌ها با تشکیل بیو فیلم‌های بسیار مستحکم در سطوح مختلف طبیعی و مصنوعی که به راحتی نیز قابل حذف نمی‌باشند، مشکلات زیادی را به همراه خواهند داشت. بیوفیلم‌های مذکور، به صورتی مؤثر از باکتری‌ها در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها محافظت نموده و درمان و حذف آن‌ها را بسیار پر چالش می‌نماید. یکی از راه‌های مبارزه و توقف رشد این بیوفیلم‌ها، جلوگیری از تشکیل آن‌ها در محل‌های اولیه شکل‌گیری آن‌ها است. با این وجود، نیاز است تا اطلاعات بیشتری در خصوص مکانیزم‌های چسبندگی باکتری‌ها بر روی سطوح مختلف به دست آورد. در این خصوص، توجه به این نکته شایان ذکر است که سطوح مختلف، از جمله دستگیره درب‌ها و یا حتی ایمپلنت‌های مورد استفاده برای بیماران، همگی دارای توپوگرافی‌های نانویی هستند و بر روی سطوح آن‌ها در زیر میکروسکوپ، فرورفتگی‌ها و برجستگی‌های زیادی مشهود است.

نتایج آزمایش‌های تیم تحقیقاتی دانشگاه سارلند به سرپرستی یک فیزیکدان به نام «کارین جاکوبز» و یک میکروبیولوژیست به نام «مارکوس بیشوف»، حاکی از این است که مکانیزم تشکیل این بیوفیلم‌ها، شامل قرارگیری تعداد بسیار زیادی از مولکول‌های منفرد بر روی سطوح در کنار یکدیگر بوده که در نتیجه آن، نواری مستحکم تشکیل می‌دهند که بسته به نوسانات دمایی موجود، می‌تواند با تغییرات طول همراه باشد (با طولی در حدود 50 نانومتر). بر این اساس، آن‌ها سطوح سیلیکونی فراهم نموده که سایزهای مختلفی از نانوساختارها را مشابه با آنچه برای مولکول‌های به هم چسبیده در بیوفیلم دیده می‌شود را مهیا کند. مشاهدات حاکی از آن بود که با افزایش ابعاد نانوساختارها، میزان چسبندگی باکتری‌ها کاهش یافته و امکان مبارزه با آن‌ها ساده‌تر خواهد بود.

نکته جالب در این پژوهش، ورود یک ریاضی‌دان به فرایند تحقیقات برای بهینه‌سازی توپوگرافی نانوساختارها بود که حاکی از دخیل شدن علوم مختلف برای بهره گرفتن از پتانسیل‌های بسیار زیاد نانوفناوری است. نتیجه همکاری رشته‌های تخصصی مختلف در این پژوهش، حاکی از آن بود که با کنترل توپوگرافی سطوح تجهیزات، اشیاء و لوازم مورد استفاده در محیط‌های بیمارستانی، می‌توان بر تشکیل بیوفیلم‌ها و در نتیجه مقاومت بیشتر باکتری‌ها فائق آمد. بر این اساس، هرچه میزان زبری سطوح افزایش یابد، در نتیجه بسیاری از فرورفتگی‌های موجود، دیگر به شکلی که مناسب برای ایجاد چسبندگی باکتری‌ها باشند، وجود نخواهند داشت و از آنجاکه طول ممکن برای این لایه مولکول‌ها افزایش می‌یابد، در نتیجه میزان چسبندگی به شکل قابل توجهی بین باکتری‌ها و سطوح کاهش خواهد یافت.

این دستاورد، نشان می‌دهد که کنترل توپوگرافی نانویی سطوح مختلف، می‌تواند مانع از چسبندگی بیشتر باکتری‌ها شده و کاهش تشکیل بیوفیلم‌ها را نیز به همراه خواهد داشت. البته تیم تحقیقاتی مدعی است که این نتایج قابل بسط به انواع دیگری از باکتری‌ها و سطوح نیز بوده و در نتیجه این تحقیقات، امکان توسعه و ارائه موادی جدید فراهم شده که بهبود قابل توجه مواد موجود برای مبارزه با رشد و مقاومت باکتری‌ها را فراهم می‌نماید.

مرجع: «Nanowerk»