וִידֵאוֹ: ציפוי כסף במאבק נגד חיידקים
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
חלקיקי ננו מכסף עשויים להיות הצעד הבא קדימה במוצרים אנטיבקטריאליים.
טכניקה חדשה בייצור צבע עשויה להפוך בקרוב כמעט לכל משטח ללא נבטים. חוקרים יצרו צבע המוטבע בחלקיקי ננו-כסף הידועים ביכולתם להרוג חיידקים וחיידקים אחרים, בתקווה שבתי חולים יעטפו את קירותיהם ומשטחיהם בכדי להילחם בזיהום.
על פי המרכזים האמריקניים לבקרת מחלות ומניעתן (CDC), יותר ממיליון אנשים בשנה חולים בזיהומים חיידקיים בבתי חולים. הכסף עצמו הוא לוחם חיידקים מצוין, ובצורת ננו-חלקיקים הוא חזק עוד יותר בהריגת מיקרואורגניזמים. עד כה זה לא הראה תופעות לוואי בבני אדם.
עם זאת, ישנם מדענים שחוששים כי חלקיקי כסף עשויים שלא להיות מזיקים כפי שהם נראים. לא נעשה מעט מחקרים על השפעותיהם הבריאותיות והסביבתיות, וכסף הורג מיקרואורגניזמים טובים יחד עם רעים. כמו כן, כרגע אין מגבלות על שימוש בחלקיקי ננו-כסף, שכבר צצים במגוון מוצרי צריכה הרואים את תכונותיהם האנטיבקטריאליות.
"חלקיקי הננו הם קטנים מאוד והם מתקשרים עם החיידקים וקורעים את דופן התא", אומר הכימאי ג'ורג 'ג'ון מ- The City College בניו יורק והמחבר הראשי של המחקר, שפורסם לאחרונה בכתב העת Nature Materials. הקרע הזה הורג את החיידקים, הוא מסביר.
חלקיק ננו-כסף הוא מקבץ קטן של אטומי כסף הנמצאים ברוחב פחות מ -100 ננומטר, או 100 מיליארדי מטר. בגלל גודלם, חלקיקי ננו מציגים מאפיינים שונים לעומת עמיתיהם הגדולים יותר. הם מגיבים ביתר קלות עם סביבתם, מה שהופך אותם להתמוסס בצבע. ננו-חלקיקים נחקרים גם לשימושים הרפואיים הפוטנציאליים שלהם, במיוחד בהעברת תרופות, מכיוון שהם מסוגלים לעבור בקלות דרך קרומי התא.
כסף ידוע זה מכבר כמיקרוביאל טוב, וחלקיקים ננו המורכבים ממתכת זו אינם שונים זה מזה. ג'ון בדק את הצבע גם על חיידקי Escherichia coli וגם על חיידק Staphylococcus aureus. בשני המקרים, כאשר הוסיפו הזנים לשקופית זכוכית המצופה בצבע מוזרק בכסף והודגרו בתנאים נוחים, לא היה צמיחה של אף אחד מהאורגניזמים. לעומת זאת, שקופיות ללא הצבע ושקופיות עם צבע נטול כסף הראו גידול חיידקי.
"זה פחות או יותר כמו סבון או אפקט חומר ניקוי", אומרת לוסיאן לוסיה, פרופסור חבר לכימיה באוניברסיטת מדינת צפון קרוליינה. החלקיק הננו הורס את דופן התא של החיידק.
לוצ'יה וג'ון מסכימים שניהם כי חיידקים אינם יכולים לבנות עמידות לחלקיקי ננו-כסף כפי שהם יכולים לאנטיביוטיקה, בגלל האופן בו הם תוקפים את ההשמדה של המבנה הפיזי של התאים, ההורג אותם. לעומת זאת אנטיביוטיקה מדכאת את פעילות החיידקים אך לא בהכרח מדבירה אותם. "זה היופי של כסף," אומרת לוסיה. "אין שום דרך לפתח התנגדות לכך.".
ג'ון אומר שהוא גם מתנסה בחלקיקים שונים בגודל שונה. שינוי הגודל משנה גם את הצבע. לכן, צבע כחול ישתמש בחלקיקי ננו בגודל שונה מאשר בצבע אדום. נכון לעכשיו, גודל החלקיקים הכסופים שהוא משתמש בהם הופך את הצבע לצהוב.
השלב הבא הוא לבצע בדיקות בריאות ובטיחותיות יותר ולקבוע כמה זמן הצבע שומר על תכונות החיידקים שלו. ג'ון מאמין שהיא תשמור על יכולות הריגת החיידקים שלה עד שלוש שנים, אך אומר שהיא עשויה להיות ארוכה יותר.
יכולתו של סילבר להרוג חיידקים ידועה זה מכבר, אך לא כולם נמכרים ברעיון להשתמש בגרסת הננו-חלקיקים שלה במוצרי צריכה. נעשה מחקר מוגבל על משך הזמן שבו החלקיקים הננו שומרים על תכונותיהם המיקרוביאליות וכיצד הם מתקשרים עם אורגניזמים אחרים, דבר קריטי בגלל יכולתם של החלקיקים לחדור לקרומי התאים. אנשים מסוימים עשויים להיות לא נוחים להקציף על קרם הגנה אם הוא מכיל חלקיקי ננו כסף.
"בהחלט מדובר במוצר מיקרוביאלי טוב מאוד", אומר ז'יקיאנג הו, מהנדס אזרחי וסביבתי באוניברסיטת מיזורי – קולומביה, החוקר את בטיחותם של חלקיקי ננו. "אבל, זה יכול להרוג גם את המין שפיר [החיידקים].".
הוא אומר כי אחד החששות העיקריים שלו הוא ההשפעה הפוטנציאלית שלהם על אורגניזמים ימיים. סוגים רבים של חיידקים חיים באגמים ובנחלים, ואם חלקיקי כסף היו נכנסים למים אלה הם עלולים לשבש את המערכת האקולוגית במים.
הו אינו היחיד המודאג. אנדרו מיינרד, יועץ מדעי ראשי של הפרויקט בנושא ננוטכנולוגיות מתפתחות, במימון המרכז הבינלאומי לחוקרים וודרו ווילסון ו- The Pew Charities Trusts, מודאג גם מהיעדר מחקר ורגולציה על השימוש בחלקיקי ננו. לדבריו, הטכנולוגיה הזו צומחת במוצרים לא סבירים, כמו גרביים, כלי מטבח וקוסמטיקה, עד כמה שם.
"יש לך סוכן מיקרוביאלי שמופיע בכל מקום, כולל צעצועים רכים לילדים, ללא שום ידיעה על ההשלכות הבריאותיות או הסביבתיות שלו", אומר מיינארד. "מה הסיכוי שהוא יוציא חיידק חשוב מבחינה אקולוגית?".
על שאלה זו מיינרד רוצה לענות עליה לפני שהטכנולוגיה מוחלת על מוצרים מסחריים נוספים. מצד שני, מיינרד מודה שהשימוש בחלקיקי ננו חלקים מבטיח, במיוחד בסביבות בית החולים.
"אני חושב שיש מספר מקומות בהם זה יהיה בסדר," אומר מיינארד. טיפול בחולים עם פצעים או יצירת סביבה סטרילית בבית חולים הן שתי דוגמאות למה שהוא רואה שימוש טוב.
"כסף הוא אחד מקווי ההגנה הטובים ביותר שלנו מפני מספר חיידקים," הוא אומר. "ועלינו לחשוב היטב לפני שנכניס סוכן כה חזק לשוק.".