به دام انداختن باکتری‌های عفونت زا با فناوری نانو
محققان کشور با همکاری پژوهشگران دانشگاه برلین آلمان در تحقیقات خود به بررسی چگونگی عملکرد نانو صفحات گرافن در برهمکنش با باکتری‌ها به منظور کاربرد در پزشکی پرداختند.
به گزارش بازتاب به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، ظهور سریع باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک اثرات عمده‌ای بر عوارض و مرگ و میر ناشی از عفونت ها دارد و به عنوان یک مشکل جدی و رو به رشد مطرح است. بنابراین نیاز به شناسایی عوامل ضد میکروبی جدید با عملکرد کارآمد ضروری است.
یکی از این نانومواد جدیدی که اخیراً در زمینه‌های مختلف و به‌ویژه پزشکی توجه زیادی را به خود در این حوزه جلب کرده است، نانو مواد مبتنی بر گرافن است.
محسن عادلی عضو هیئت علمی دانشگاه لرستان با اشاره به اینکه گرافن به عنوان یک پلیمر دوبعدی و با ویژگی‌های منحصر به فرد ساختاری طیف وسیعی از تحقیقات را به سوی خود جلب کرده است، گفت: در چند سال گذشته تحقیقات درباره کاربرد بیوپزشکی مواد مبتنی بر گرافن، از جمله خواص آنتی باکتریالی، شناسایی و غیرفعال کردن پاتوژن‌ها رشد چشمگیری داشته است.
وی ادامه داد: با این حال، مکانیسم برهمکنش در رابطه با گرافن-پاتوژن به طور کامل درک نشده؛ از این رو، در این کار تحقیقاتی مکانیسم برهمکنش بین نانو ورقه‌های گرافن و باکتری‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است.
عضو هیئت علمی دانشگاه لرستان خاطر نشان کرد: برای دستیابی به هدف مطالعه، با سنتز مشتقات مختلف گرافن و نانو مواد گرافنی zwitterionic، با هر دو گروه عاملی مثبت و منفی و قابل تعویض، برهمکنش‌های قابل کنترل این نانو مواد با باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی بررسی شد؛ بدین ترتیب توانستیم یافته‌های خود را در خصوص صحت مکانیسم «اثر چاقوی نانویی» و «به دام انداختن» باکتری‌ها توسط نانو ورقه‌های گرافن گزارش کنیم.
به گفته عادلی، یافته‌های این پژوهش می‌تواند فرصت‌های جدیدی برای بررسی برهمکنش نانومواد دوبعدی با بیوسیستم‌ها ارائه دهد و همچنین راهگشای توسعه آن‌ها در زمینه‌های بالینی و کاربردهای زیست‌محیطی، به‌عنوان فیلترهای ضدباکتری در تصفیه آب، باشد. از طرفی به کمک نتایج این طرح امکان سنتز ورقه‌های مبتنی بر گرافن، با هزینه پایین و بالاترین قابلیت جلوگیری از رشد باکتری، نیز امکان‌پذیر خواهد بود.
وی افزود: در این کار تحقیقاتی پیشنهاد شده‌است که مکانیسم ضد باکتری به شدت به ناحیه قابل دسترسی، به عنوان مثال، لبه‌ها و سطح ورقه‌ها و قدرت چسبندگی آن‌ها بستگی دارد. با توجه به مزایای بیان شده برای نانوصفحات گرافن، به نظر می‌رسد با تهیه نانومواد هیبریدی از آن بتوان به خواص جالب و مفیدتری در زمینه دارویی و از جمله خواص آنتی باکتریال دست یافت.
عادلی با اشاره به خصوصیات شاخص و برجسته این کار تحقیقاتی گفت: کنترل قدرت چسبندگی نانومواد سنتزی با باکتری‌ها از طریق تعویض و کنترل تعداد و موقعیت گروه‌های عاملی بر روی گرافن، مهمترین ویژگی ایجاد شده است که به درک مکانیسم برهمکنش نانو مواد دوبعدی لایه‌ای با بیوسیستم‌ها کمک شایانی می‌کند.
به گفته این محقق، از مهمترین روش‌های به کار برده شده در این مطالعه برای بررسی برهمکنش نانو مواد سنتزی با باکتری، می‌توان اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون (CLSM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM)را نام برد.
وی گفت: نانومواد گرافنی zwitterionic از طریق عامل دار شدن گام به گام نانو ورقه‌های گرافن با تری آزین و اصلاح آن با پلیمرهای پر شاخه پلی گلیسرول حاوی گروه‌های عاملی مثبت و منفی با تعداد قابل کنترل و قابل تعویض، تهیه شده‌اند.
این پژوهش حاصل همکاری محسن عادلی عضو هیئت علمی دانشگاه لرستان، شبنم ستاری دانشجوی دکتری دانشگاه لرستان و محققانی از دانشگاه برلین آلمان است. نتایج این کار در مجله Nanoscale با ضریب تأثیر ۷/۲۳۳ (جلد ۲۰، سال ۲۰۱۸، صفحات ۹۵۲۵ تا ۹۵۳۷) به چاپ رسیده است.
