محاربة البكتيريا بـ«الضوء».. بديل آمن للمضادات الحيوية
نجح فريق بحثي بقيادة العالم ييفان تشو من جامعة رايس في تطوير بلورات نانوية من البيروفسكايت، تتمتع بقدرة عالية على قتل البكتيريا في السوائل الحيوية عند تعرضها للضوء المرئي، مع الحفاظ على استقرارها دون تدهور نتيجة الضوء والرطوبة.
وتعود أهمية هذا الاكتشاف إلى أنه قد يعزز من القدرة على مكافحة البكتيريا والعدوى المقاومة للمضادات الحيوية.
الدراسة، التي استغرقت قرابة ثلاث سنوات من العمل، نشرت في دورية "نانو ليترز"، وتوضح أن الطريقة الجديدة التي طورها الباحثون باستخدام طبقتين من ثاني أكسيد السيليكون زادت من كفاءة واستقرار البلورات النانوية في الماء مقارنة بالتقنيات السابقة.
وتتمتع بلورات البيروفسكايت بخصائص ضوئية وكهربائية فريدة تجعلها مرشحة واعدة للتطبيقات في الطاقة الشمسية والتصوير الحيوي والتحفيز الضوئي، إلا أن تعرضها للتدهور في الماء والبيئات الحيوية كان عائقا رئيسيا أمام استخدامها في التطبيقات الطبية.
ويقول البروفيسور جون لو، أحد مؤلفي الدراسة: "كانت المشكلة الرئيسية لهذه المواد هي الاستقرار، فهي رخيصة وسهلة التصنيع، لكنها تتعرض للتدهور بسهولة". ويضيف أن حل مشكلة الاستقرار كان مفتاح تحقيق هذا التقدم.
آلية العمل والابتكار
عند تعريض البلورات النانوية للضوء، يمكنها إنتاج أنواع تفاعلية من الأكسجين مثل الأكسجين الأحادي والهيدروكسيد، والتي تتفاعل مع البروتينات والدهون والمادة الوراثية في خلايا البكتيريا، مما يؤدي إلى تدميرها.
وفي تجارب سابقة، حاول الباحثون استخدام طبقة واحدة من ثاني أكسيد السيليكون لحماية البيروفسكايت، لكنها لم تكن فعالة بما يكفي، حيث فقدت البلورات 63% من قدرتها المضادة للبكتيريا في يوم واحد.
ومع ذلك، طور فريق تشو طريقة جديدة تعتمد على تغطية البلورات بطبقتين من ثاني أكسيد السيليكون، مما أتاح لهم تحقيق التوازن المثالي بين الحماية ونقل الطاقة اللازمة لإنتاج الأكسجين التفاعلي.
نتائج مبشرة لمكافحة البكتيريا
اختبر الباحثون البلورات الجديدة المصنوعة من الرصاص والبزموت في ظل الضوء المرئي، حيث أظهرت كفاءة عالية في قتل بكتيريا " الإيكولاي"، حيث تمكنت من تدمير أكثر من 90% من البكتيريا بعد ست ساعات من التعرض لمستويات منخفضة من الضوء.
والأهم من ذلك، حافظت البلورات على استقرارها ولم تُظهر أي تدهور يذكر على مدار أربعة أيام من الاختبار.
ويعد هذا الابتكار خطوة واعدة نحو تطوير تقنيات جديدة لمكافحة البكتيريا باستخدام الضوء، ويمهد الطريق لاستخدام البلورات النانوية في التطبيقات الطبية ومعالجة المياه الملوثة، وسط تزايد القلق العالمي بشأن انتشار مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية.
aXA6IDMuMTYuMTM3LjIyOSA= جزيرة ام اند امز
