Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Powłoka przeciwbakteryjna aktywowana światłem pomoże w walce z zakażeniami szpitalnymi?

Recommended Posts

Nowa aktywowana światłem powłoka, zabija bakterie takie jak gronkowiec złocisty i Escherichia coli. Twórcami powłoki, która może znacznie zmniejszyć liczbę zakażeń szpitalnych są naukowcy z University College London. Powłokę można zastosować wewnątrz cewników czy rurek wentylacyjnych, które są ważnymi źródłami zakażeń szpitalnych.

Zakażenia szpitalne to bardzo poważny problem na całym świecie. Ocenia się, że w Polsce nawet 10% pacjentów jest narażonych na zakażenia szpitalne, a bezpośrednie koszty ich leczenia to około 800 milionów złotych rocznie. W UE z powodu zakażeń szpitalnych umiera około 40 000 osób w ciągu roku.

Zakażenia te najczęściej powodowane są przez Clostridioides difficile, metycylinoopornego gronkowca złocistego (MRSA) oraz E. coli. Teraz z Nature Communications dowiadujemy się o powstaniu powłoki antybakteryjnej, która jest aktywowana światłem o natężeniu zaledwie 300 luksów. Takie światło spotyka się w poczekalniach i innych tego typu pomieszczeniach szpitalnych.

Opracowanie nowej powłoki oznacza, że można pokryć nią ściany i pozbyć się w ten sposób bakterii. Podobne istniejące dotychczas powłoki wymagały do aktywacji światła o natężeniu 3000 luksów. To bardzo intensywne światło, spotykane na salach operacyjnych.

Nowa bakteriobójcza powłoka zbudowana jest z niewielkich fragmentów zmodyfikowanego złota zamkniętego w polimerze pokrytym fioletem krystalicznym, który ma właściwości grzybo- i bakteriobójcze.

Barwniki takie jak fiolet krystaliczny to obiecujący kandydaci do utrzymywania sterylnych powierzchni. Są obecnie szeroko stosowane do odkażania ran. Gdy zostają wystawione na działanie światła wytwarzają reaktywne formy tlenu, które zabijają bakterie uszkadzając ich błony komórkowe i DNA. Połączenie tych barwników z metalami takimi jak złoto, srebro czy tlenek cynku wzmacnia efekt bakteriobójczy, mówi główny autor badań, doktor Gi Byoung Hwang

Inne powłoki zabijające bakterie wymagają albo zastosowania światła ultrafioletowego, które jest niebezpieczne dla człowieka, albo bardzo intensywnego źródła światła, co nie jest zbyt praktyczne. Zaskoczyło nas, że nasza powłoka skutecznie zwalcza gronkowca złocistego i E. coli w warunkach naturalnego oświetlenia. Jest więc bardzo obiecującym materiałem, który można by stosować w służbie zdrowia, dodaje współautor badań, profesor Ivan Parkin.

W ramach eksperymentów naukowcy nakładali na nową powłokę oraz na powłokę kontrolną kolonie bakterii w ilości 100 000 sztuk na mililitr. Eksperymenty prowadzono z użyciem gronkowca złocistego oraz E. coli. Porównywano ilość bakterii w ciemności oraz w oświetleniu o intensywności od 200 do 429 luksów.

Okazało się, że powłoka kontrolna, składająca się z samego polimeru i fioletu krystalicznego nie zabijała bakterii w warunkach naturalnego oświetlenia. Tymczasem powłoka antybakteryjna znacząco wpłynęła na zmniejszenie rozprzestrzeniania się bakterii.

E. coli była bardziej odporna na jej działanie niż S. aureus. Do znacznej redukcji liczby E. coli doszło po dłuższym czasie. Prawdopodobnie dzieje się tak, gdyż ściana komórkowa E. coli zbudowana jest z podwójnej membrany, a S. aureus z pojedynczej, wyjaśnia doktor Elaine Allan.

Ku zdumieniu naukowców okazało się, że powłoka antybakteryjna wytwarza nadtlenek wodoru, który wchodzi w skład wody utlenionej. Działa on bezpośrednio na ścianę komórkową, zatem wolniej niszczy bakterie o grubszej ścianie. Obecne w naszej powłoce złoto jest kluczem do powstawania nadtlenku wodoru. Jako, że nasza powłoka wymaga zastosowania znacznie mniejszej ilości złota niż podobne powłoki, jest ona też tańsza, zapewnia kolejny z autorów badań, profesor Asterios Gavriilidis.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Już samo ograniczenie zakażeń gronkowcem byłoby dużym sukcesem. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Guoliang Liu z Wydziału Chemii Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech), opracował metodę przetwarzania plastików – od „kartonowych” pojemników na napoje, poprzez pojemniki na żywność i foliowe torebki – na mydło. Jego tajemnica polega na podgrzewaniu długichł łańcuchów polimerowych i ich gwałtownym chłodzeniu. Mamy tutaj więc do czynienia z tzw. upcyclingiem, czyli uzyskiwaniem z przetwarzanego przedmiotu produktu o wysokiej wartości. W tym przypadku są do surfaktanty, które może zamienić w mydło czy detergent. Bardzo często recykling wiąże się z downcyklingiem, gdy poddany mu przedmiot można zamienić na produkt o niższej wartości.
      Zamiana plastiku na mydło może być zaskakująca, ale oba te produkty mają wiele wspólnego na poziomie molekularnym. Struktura chemiczna polietylenu, jednego z najpowszechniej używanych tworzyw sztucznych, ma niezwykle podoba do struktury kwasów tłuszczowych używanych do produkcji mydła. Oba te materiały mają długie łańcuchy węglowe, jednak kwasy tłuszczowe mają na końcu łańcucha dodatkową grupę atomów.
      Guoliang Liu od dłuższego czasu uważał, że dzięki temu podobieństwu powinno się udać zamienić polietylen w kwas tłuszczowy do produkcji mydła. Pytanie brzmiało, jak podzielić długie łańcuchy polimerowe na krótsze, ale nie za krótkie, i zrobić to efektywnie. Jeśli by się to udało, można by z plastikowych odpadów o niskiej wartości uzyskać produkt o wysokiej wartości.
      Inspiracją dla naukowca stało się dymu z palącego się w kominku drewna.
      Drewno kominkowe składa się głównie z polimerów, jak celuloza. Jego spalanie rozrywa polimery na mniejsze łańcuchy, następnie na małe gazowe molekuły, które w końcu utleniają się do tlenku węgla. Jeśli podobnie przerwiemy molekuły polietylenu, ale przerwiemy proces zanim staną się one molekułami gazowymi, powinniśmy otrzymać krótkie łańcuchy podobne do molekuł polimerów, stwierdził. W swoim laboratorium wykorzystał termolizę z gradientem temperatury. Na dole urządzenia do termolizy panuje wystarczająco wysoka temperatura, by poprzerywać łańcuchy polimerowe, a na górze jest ono na tyle schłodzone, że proces przerywania łańcuchów nie zachodzi. Po termolizie naukowcy zebrali sadzę z góry pieca i okazało się, że zawiera ona woski. Potrzebnych było jeszcze kilka etapów obróbki chemicznej, w tym zmydlanie, by otrzymać pierwsze w historii mydło z plastiku.
      Cała procedura została przeanalizowana przez ekspertów od modelowania komputerowego, analiz ekonomicznych i innych dziedzin. Efektem prac jest artykuł opublikowany w Science. Nasze badania pokazują nowy sposób upcyclingu plastiku bez konieczności stosowania nowych katalizatorów czy złożonych procedur. To powinno zachęcić innych do opracowania kolejnych metod zamiany plastikowych odpadów na cenne produkty, mówi główny autor artykułu, Zhen Xu.
      Co więcej, analizy wykazały, że tę samą metodę można wykorzystać podczas pracy z polipropylenem. Wraz z polietylenem stanowi od większość plastiku, z jakim mamy do czynienia w codziennym życiu. Dodatkową zaletą jest fakt, że metodę Liu można wykorzystać bez potrzeby oddzielania polietylenu od polipropylenu. Można je jednocześnie przetwarzać.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki innowacyjnemu przenośnemu laserowi dowiedzieliśmy się, że złoto z Troi, oddalonej od niej o 60 kilometrów Poliochni z wyspy Lemnos oraz z Ur w Mezopotamii pochodzi z tej samej okolicy, było więc przedmiotem długodystansowego handlu. Nowatorskie podejście badawcze pozwoliło na poznanie tajemnic złotej biżuterii, która dotychczas nie była badana, gdyż jest tak cenna, że nie zgadzano się na jej przewożenie czy wykonywanie badań pozostawiających na niej widoczne ślady.
      Badania zainicjowali Ernest Pernicka z Uniwersytetu w Tybindze oraz Barbara Horejs z Austriackiej Akademii Nauk. Stali oni na czele międzynarodowego zespołu złożonego ze specjalistów z Curt-Engelhorn-Zentrum Archäometrie, Austriackiej Akademii Nauk i Narodowego Muzeum Archeologicznego w Atenach.
      Od czasu, gdy w 1873 roku Henryk Schliemann odkrył w Troi Skarb Priama, naukowcy zastanawiali się, skąd pochodziło złoto, z którego został wykonany. Teraz dowiedzieliśmy się, że jego źródłem były złoża wtórne, jak np. rzeki, a skład chemiczny kruszcu ze Skarbu Priama jest identyczny jak złota z Polichni, Urn oraz obiektów znalezionych na terenie Gruzji. To oznacza, że pomiędzy tymi lokalizacjami prowadzono długodystansowy handel, mówi Pernicka.
      Narodowe Muzeum Archeologiczne w Atenach nie zgadza się ani na zabieranie Skarbu Priama poza muzeum, ani na prowadzenie badań, które zostawiłyby na nim widoczne ślady. Dotychczas żadna z metod badawczych, która mogłaby odpowiedzieć na pytanie o pochodzenie złota, nie spełniała obu tych warunków jednocześnie. Dlatego też grupa Pernicki i Horejs wykorzystała przenośny laser, który wytopił niewidoczną gołym okiem dziurkę o średnicy 120 mikrometrów. Pobraną w ten sposób próbkę zbadano za pomocą spektrometrii mas w Curt-Engelhorn-Zentrum Archäometrie w Mannheim.
      W dawnej złotej biżuterii można znaleźć też ślady srebra, miedzi, cynku, palladu i platyny. To pozwala na określenie chemicznego profilu złoża, z którego złoto pochodzi. Na przykład wysoka koncentracja cynku, palladu i platyny w Skarbie Priama wskazała uczonym, że złoto zostało wymyte przez rzekę, z której zostało pozyskane w formie złotego piasku. Naukowcy wykazali też, że mieliśmy tutaj do czynienia z masową produkcją, a nie indywidualną. To bowiem jedyne wyjaśnienie faktu, że w złotych dyskach tworzących pochodzące z różnych miejsc naszyjniki o podobnym wyglądzie, występuje identyczna ilość palladu i platyny.
      Naukowcy przebadali 61 przedmiotów z epoki brązu z lat 2500–2000 p.n.e. To pozwoliło też na rozwiązanie zagadki złota z Ur. W Mezopotamii nie ma bowiem naturalnych złóż złota. Występują za to w Zachodniej Anatolii, gdzie leży Troja, zatem spekulowano, że złoto z biżuterii z Ur mogło pochodzić stamtąd. Nie było to jednak pewne, gdyż złoto występuje też w innych miejscach z którymi Ur łączyły silne relacje handlowe. Zaś badania porównawcze złotych wyrobów wykazały olbrzymie podobieństwa pomiędzy biżuterią znalezioną na wielkim obszarze rozciągającym się od Morza Egejskiego po dolinę Indusu i współczesny Pakistan. Znaleziono na nim pieczęcie, standaryzowane odważniki, podobne kolczyki czy kamienie szlachetne. Wszystkie te badania pokazują, już 4500 lat temu istniały ramy, na których powstały współczesne społeczeństwa z ich relacjami handlowymi.
      W tej chwili jednak naukowcy nie byli w stanie wskazać dokładnego miejsca pozyskiwania złota, z którego powstała biżuteria z Troi, Poliochni i Ur. Stosunek pierwiastków śladowych sugeruje, że źródłem złota była Gruzja epoki brązu. Wciąż jednak mamy za mało danych z innych regionów i obiektów, by to potwierdzić, mówi Pernicka.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Korea Advanced Institute of Science opracowali czujnik umożliwiający mierzenie gęsiej skórki w czasie rzeczywistym.
      By określić, jak duże są wzgórki i jak długo się utrzymują, na skórę nakleja się przezroczysty przewodzący polimer. Urządzenie bazuje na zapisie spadków pojemności elektrycznej, do których dochodzi w wyniku odkształcania się skóry. Elektrodę wykonano z polimeru PEDOT:PSS; wybór był podyktowany tym, że popularne materiały metalowe są zbyt sztywne i łamliwe, by odkształcać się na miękkim substracie.
      Wg autorów artykułu z pisma Applied Physics Letters, wynalazek będzie można wykorzystać do badania zmian emocji. W przyszłości ludzkie emocje będą postrzegane jak inne typowo biometryczne dane, np. temperatura ciała czy ciśnienie krwi - uważa prof. Young Ho-cho. Mimo że trzeba będzie przeprowadzić dodatkowe badania, by skorelować pomiary z konkretnymi stanami emocjonalnymi i że gęsią skórkę wywołają wyłącznie silne reakcje, akademicy i tak przekonują, że technologia posłuży do stworzenia spersonalizowanych reklam lub silniej oddziałującej muzyki.
      Koreańczycy wyjaśniają, że cienki kwadratowy czujnik o boku o długości ok. 2 cm testowano na ręce ochotnika, który trzymał w dłoni kostki lodu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa rozszyfrowali, w jaki sposób działa białko YiiP, które zapobiega śmiertelnemu nagromadzeniu cynku wewnątrz bakterii. Zrozumienie ruchów YiiP pozwoli zaprojektować leki modyfikujące zachowanie 8 ludzkich białek ZnT - przypominają one YiiP i odgrywają ważną rolę w wydzielaniu hormonów oraz sygnalizacji między neuronami.
      Warto przypomnieć, że pewne mutacje ZnT8 powiązano ze zwiększoną podatnością na cukrzycę typu 2. Mutacje, które uniemożliwiają funkcjonowanie tej proteiny, mają zaś, jak się wydaje, działanie ochronne.
      Cynk jest niezbędny do życia [bierze np. udział w aktywacji genów, natomiast wysokie jego stężenia występują w pakietach insuliny produkowanych w komórkach beta wysp trzustkowych]. By dostać się i wydostać z komórki, gdzie wykonuje swoje zadanie, potrzebuje białek transportujących. Przy nieprawidłowym działaniu transportera stężenie cynku może osiągnąć toksyczny poziom. To studium pokazuje nam, jak działają białka usuwające ten pierwiastek - opowiada dr Dax Fu.
      YiiP jest częściowo osadzone w błonie komórkowej E. coli. We wcześniejszym badaniu zespół Fu zmapował atomową strukturę YiiP i odkrył, że w jego centrum znajduje się kieszeń wiążąca cynk. Amerykanin podkreśla jednak, że tajemnicą pozostawało, w jaki sposób pojedyncza kieszeń może transportować cynk z jednej strony błony na drugą. Wiedząc, że za każdym razem, gdy na zewnątrz wydostaje się kation cynku, do środka komórki wnika proton, ekipa podejrzewała, że istnieje ukryty kanał, który pozwala na wymianę jonów.
      Testując tę hipotezę i sprawdzając, jakie wewnętrzne elementy YiiP tworzą kanał, badacze z Uniwersytety Johnsa Hopkinsa nawiązali współpracę ze specjalistami z Brookhaven National Laboratory, którzy oświetlali zanurzone w wodzie białko promieniami X. Woda rozpadła się na atomy wodoru i rodniki hydroksylowe, a gdy ukryty kanał się otwierał, rodniki wiązały się z odsłoniętymi fragmentami białka. Dodatkowo YiiP pocięto enzymami na części i przeprowadzono analizę.
      Koniec końców autorzy artykułu z Nature ustalili, że na zewnątrz błony cytoplazmatycznej znajduje się dużo protonów. Jako że w jej wnętrzu jest ich mniej, powstaje gradient stężenia. Protony dążą do jego wyrównania, dlatego kiedy centralna kieszeń transportera jest otwarta na zewnątrz, zaczynają się z nią wiązać. Gdy protony przemieszczają się z miejsca wysokiego stężenia do stężenia niższego, generują siłę jak spadająca woda. Białko wykorzystuje ją do zmiany swojego kształtu, odcinając dostęp do środowiska zewnętrznego i otwierając się na wnętrze. Tam proton kontynuuje swoje spadanie, oddzielając się od kieszeni. Po uwolnieniu protonu kieszeń może się związać z cynkiem. Powtórne wiązanie znowu zmienia kształt YiiP, odcinając dostęp ze środka i otwierając drogę z zewnątrz.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki badaniom przeprowadzonym w ISIS, brytyjskim źródle neutronów i mionów, naukowcy mogli określić stan... gospodarki Imperium Rzymskiego za rządów trzech cesarzy. Niedestrukcyjnym badaniom poddano trzy monety, wybite za czasów Tyberiusza (cesarz w latach 14–37), Hadriana (117–138) i Juliana II (361–363). Gdy bowiem w grę wchodzą cenne zabytki, naukowcy prowadzą badania metodami niedestrukcyjnymi. Oznacza to np. że z zabytku nie można pobrać próbek. A to z kolei znacznie ogranicza możliwości badawcze. Na szczęście obecnie w sukurs przychodzą takie narzędzia jak ISIS.
      Naukowcy z University of Oxford i University of Warwick postanowili sprawdzić skład wspomnianych monet. Sprawdzenie, czy ich powierzchnia nie została sztucznie wzbogacona lub czy do metali bardziej szlachetnych nie dodano zbyt dużo tańszych metali może wiele powiedzieć o społeczeństwie i stanie gospodarki z czasów, gdy monety wybito.
      Już wcześniej było wiadomo, że powierzchnia monet to w dużej mierze czyste złoto. Jednak badania takie ograniczały się do ułamków milimetra grubości monety. Istniało więc uzasadnione podejrzenie „a co, jeśli?”. Wiemy, że Rzymianie celowo wzbogacali powierzchnię swoich srebrnych monet, by ukryć fakt, że wewnątrz są one pełne miedzi. Mieliśmy więc pełne podstawy, by uważać, że coś podobnego mogli robić ze złotymi monetami. Dzięki ISIS mogliśmy dotrzeć do samego środka monet w sposób całkowicie niedestrukcyjny. Przekonaliśmy się, że wysoki odsetek czystego złota, z jakim mamy do czynienia na powierzchni monet, pozostaje stały na całej grubości monety, mówi główny autor badań, doktor George Green z University of Oxford.
      Z jednej strony to potwierdzenie dobrego stanu rzymskiej gospodarki z czasów wybicia monet. Z drugiej zaś, jak zapewnia Green, upewnienie się, że w przypadku rzymskich złotych monet, to, co widać na powierzchni, znajduje się też we wnętrzu.
      Spektroskopia z użyciem mionów ma i tę zaletę, że nie wymaga wcześniejszego oczyszczenia badanego obiektu, co pozwala na zmniejszenie kosztów, zaoszczędzenie czasu oraz – często – uchronienie zabytku, który może prowadzić do jego uszkodzenia. Dlatego też technika taka jest szczególnie użyteczna przy badaniu np. obiektów wydobytych z wraków.
      Metoda ta polega na wystrzeleniu strumienia mionów w kierunku badanego obiektu. Są one przechwytywane przez atomy w monetach, w wyniku czego dochodzi do emisji promieniowania unikatowego dla pierwiastków, z których ono pochodzi.
      Uzyskane wyniki pokazują, jak wielki potencjał drzemie w tej metodzie badawczej. To technika niedestrukcyjna, która pozwala na zajrzenie pod powierzchnię zabytków. Nie wymaga ona specjalnego przygotowania próbki i nie powoduje, że badany obiekt staje się radioaktywny. Jest zatem idealnym narzędziem do badań zabytków. Pozwala ona nie tylko sprawdzić skład monet pod ich powierzchnią, ale określić m.in. głębokość korozji, zidentyfikować unikatowe zmiany składu chemicznego związane z konkretnym procesem produkcyjnym, czy też przekonać się, czy nie mamy do czynienia z fałszywką, dodaje doktor Adrian Hillier, odpowiedzialny w ISIS za badania z użyciem mionów.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...