世界で最も薄い素材がインプラント感染を防ぐ可能性があります
わずか1原子の厚さで、グラフェンは人間に知られている最も薄い材料です。グラフェンは導電性が高いため、電話スクリーンや充電器などのさまざまな電子機器に使用できます。グラフェンの薄層が抗菌効果を持っていることがわかったので、新しい研究は材料の用途のリストに追加します。
グラフェンは、微視的に薄い材料の専門家が非常に薄い炭素層で実験することを決定した2002年に発見されました。
結果として得られる「超材料」は、現在、世界で最も強力な材料の1つとして知られています。実際、鋼の200倍の強度であり、最も薄い材料でもあります。
フレークまたはフィルムとして製造されたグラフェンは、銅よりも導電性が高くなっています。
以前、研究者は、その用途を拡大するために、グラフェンフレークを垂直に配置する実験を行ってきました。
グラフェンを垂直方向の「スパイク」として構造化すること自体は革新的ではありませんが、スウェーデンのヨーテボリにあるチャルマース工科大学の科学者は、フレークを垂直方向に配置すると細菌を殺し、外科用インプラントの感染を防ぐことを最初に示しました。
調査結果—現在ジャーナルに公開されています 高度な材料インターフェース —以前の研究で矛盾する結果が得られたことを考えると、特に重要です。一部のテストではバクテリアを破壊し、他のテストではバクテリアを無傷のままにします。
「重要なパラメータはグラフェンを垂直方向に向けることであることがわかりました」と、チャルマース工科大学の生物学および生物工学科の教授である共同対応研究著者のIvanMijakovicは述べています。 「水平であれば、バクテリアは害を受けません」と彼は説明します。
グラフェンがインプラントにどのように役立つか
食品医薬品局（FDA）によると、医療用インプラントは「体の内部または表面に配置されるデバイスまたは組織」です。これらのインプラントの中には、股関節や膝の補綴物などの体の部分を置き換えるものもあれば、他の臓器の良好な機能をサポートするものもあります。
FDAは、特に手術直後に、感染症がインプラントに伴うことが多いことを警告しています。通常、このような感染症は適切な薬で治療できますが、場合によっては、インプラントを完全に取り除く必要があります。
しかし、新しい研究では、グラフェンフレークをインプラントの表面に垂直に配置すると、バクテリアをスライスして付着を防ぐ「とがった」保護シールドが形成されることが示されています。
重要なことに、この保護層は人間の細胞に害を与えません。人間の細胞はバクテリアの25倍の大きさです。以下のビデオでは、グラフェンスパイクがどのように機能するかをさらに詳しく説明しています。
「グラフェンは健康への応用の可能性が高いです」と、チャルマース工科大学のマイクロテクノロジーおよびナノサイエンス学部の准教授である共同対応研究著者のJieSunは述べています。
インプラント拒絶のリスクを最小限に抑え、抗生物質を不要にし、感染から保護することは、これらのアプリケーションのほんの一部です。
しかし、彼は次のように警告しています。「[グラフェン]が完全に安全であると主張するには、さらに研究が必要です。とりわけ、グラフェンは容易に分解されないことを私たちは知っています。」
「私たちはバクテリアが感染を引き起こすのを防ぎたいのです。そうしないと、抗生物質が必要になる可能性があります。これにより、正常な細菌のバランスが崩れ、病原体による抗菌薬耐性のリスクが高まる可能性があります。」
チャルマース工科大学生物学・生物工学科の最初の研究著者であるサントシュパンディット
