Rootslased panid kuldsed radiaatorid inimihus baktereid praadima

Illustratsioonil on näidatud, kuidas kullast nanopulgad lähi-infrapuna valguses kuumenevad. Temperatuuril üle 120 kraadi Celsiuse järgi hakkavad kullapulgakesed kuju muutma ja nende optilised omadused muutuvad. Foto: Chalmers University on Technology

Kullast nanovarraste antibakteriaalne kattekiht lubab tõhusalt ennetada infektsioone implantaatide paigalduskohtades, hoides ära võimalikke tüsistusi ja korduvoperatsioonide vajaduse.

Implantaatide, näiteks puusaliigese ümbruses tekkivad bakteriaalsed infektsioonid võivad olla tõsised ja põhjustada komplikatsioone, sealhulgas nõrgestada implantaadi ja luu vahelist ühendust.

Infektsioonide tulemuseks on sageli kordusoperatsioonid, et vältida implantaadi enneaegset irdumist. Kuigi mitmed teadusasutused töötavad välja antibiootikumidega kaetud implantaate, püsib risk, et sellised antibiootilised katteained vabastavad ravimeid pidevalt, sõltumata haavakoha seisukorrast. See pidev kokkupuude võib aga kaasa tuua bakterite resistentsuse antibiootikumide suhtes, muutes ravimid vähem efektiivseks.

Rootsi Chalmersi Tehnikaülikooli teadlased on välja töötanud uudse lahenduse – kullast nanopulgakesed, mis on implantaadi pinnale kergesti kinnitatavad ja mida on edukalt katsetatud laboritingimustes klaaspindadel. Pärast paigaldamist on need 20x70 nanomeetri suurused kullapulgakesed üksteisest piisavalt kaugel, kattes vaid umbes 11% pinnast. Oluline on, et need püsivad passiivsena seni, kuni neid ei kiiritata lähi-infrapunavalgusega. Valguse toimel hakkavad pulgakeste väliskihi elektronid liikuma, mis tekitab soojust (pinnaplasmon-resonants) ja hävitab mikroobid implantaadi pinnal. See valguskiirgus saaks implantaadi pinnani jõuda ka läbi naha ja koe.

Soojusefekt jääb lokaalseks ja ei kahjusta ümbritsevat kudet märkimisväärselt. Ehkki mõned vahetult nanopulgakeste kõrval paiknevad koerakud võivad hävida, usuvad teadlased, et nende väikese hulga tõttu regenereerib keha need kiiresti.

Uuringut juhtinud professor Martin Andersson ja doktorant Maja Uusitalo rõhutavad, et kullapulgakeste suuruse täpne kohandamine on kriitilise tähtsusega. Anderssoni sõnul imavad õige suurusega pulgad valgust õigel lainepikkusel. Samuti on oluline kontrollida lähi-infrapunavalguse intensiivsust, sest liiga kõrge temperatuur üle 120 °C võib muuta pulgad ringikujulisteks, mis siis enam valgust ei ima.

Tehnoloogia edasise arendamise korral loodetakse, et seda meetodit saaks infektsioonide vältimiseks kasutada vahetult pärast operatsiooni, valgustades implantaati läbi naha perioodiliselt lähi-infrapunavalgusega.

Allikas: New Atlas