Új fegyver a baktériumok ellen: méreg nélkül is hatékony

A Chalmers Műszaki Egyetem szakemberei az egészségügyben súlyos gondokat jelentő baktériumfilmek kialakulása elleni módszert fejlesztettek ki. A baktériumok gyakran telepednek meg például katéterekben vagy implantátumokban, és ezzel állandó fertőzési gócot jelentenek a betegek számára. Ezek jelentik a kórházi fertőzések jelentős részét világszerte, ráadásul az antibiotikum-rezisztencia melegágyai is.

Az így képződő biofilmek speciális védelmi mechanizmusuknak és felépítésüknek köszönhetően gyógyszerekkel nem pusztíthatók el, így gyakorlatilag csak az eszközök cseréje jelenthet végleges megoldást a betegek számára. Ez azonban megterhelő és drága is, az orvosi kockázatokról nem is beszélve.

Ezen felül hasonló problémát jelent például a hajók felületén is, ahol a biofilmek növelik az üzemanyag-fogyasztást, vagy mechanikai hibákat is okozhatnak. Lehet ugyan védekezni ellene, ám súlyosan mérgező anyagokkal, amelyek alkalmasint a tengerbe is juthatnak. Az élelmiszeriparban például a csomagoló anyagokon kialakuló baktériumfilmek súlyos fertőzési forrást jelentenek, így az egészségügyi veszély itt is fennáll.

A svéd kutatók egy olyan megközelítéssel próbálkoztak, amely 2025-ben Nobel-díjjal jutalmazott módszeren alapul. Az úgynevezett fémorganikus hálózat (precíz nevén szerves-fémkoordinációs vázszerkezet) alkotja a felületeket, amelyeken szeretnék megakadályozni azt, hogy a baktériumok megtelepedjenek.

Ezek a hálózatok kristályszerű fémionokból és ezekhez csatlakozó szerves molekulaszálakból állnak, hatalmas felülettel rendelkeznek, és rengeteg különféle feladatot képesek lesznek ellátni. Ilyen lehet például a szénmegkötés, vagy épp az, hogy a levegőből víz kinyerése céljából kivonják a párát.

A felületet alkotó igen hegyes kristályocskák rendszere egészen egyszerűen fizikai hatással pusztítja el a baktériumot úgy, hogy a kristályok hegyei szétszakítják, kibökik a sejthártyát.

Volt már korábban is próbálkozás arra, hogy a fémorganikus hálózatot használják baktériumok ellen, ám az előző módszerekkel nem a fizikai tulajdonságokat, hanem a hálózatba épített baktériumölő antibiotikumot, vagy mérgező anyagot használtak. A kutatók most a fémorganikus hálózatokat egymásra növesztve érték el a célt.

A legnagyobb kihívást az jelentette, hogy a kristályok nanoméretű tűinek a baktériumpusztításhoz ideális távolságát sikerüljön felépíteni. Ha túl nagy a távolság, a baktérium egyszerűen átslisszan köztük, ha túl kicsi, akkor pedig úgy képes felfeküdni rájuk, ahogy a mechanikai hatás eloszlik és nem okoz kárt. Olyasmi ez, ahogy a fakír képes a szögekből álló ágyon kényelmesen feküdni.

A baktériumellenes bevonat alacsony hőmérsékleten előállítható, így olyan anyagokon is használható, amelyek érzékenyek a melegre, például az orvosi eszközök, műanyagok, implantátumok. A kutatók hozzátették, hogy a bevonat szerves molekuláit ráadásul kinyerhetik újrahasznosított műanyagokból is, ez pedig szintén kedvező tulajdonság.

A módszer jelenleg nem nyújt 100 százalékos védelmet, azonban a nem túl hosszú ideig használatos eszközökön már most elegendő lehet: a tesztek során a baktériumok 83 százalékát pusztította el. A baktériumok nem tudtak biofilmet képezni, csak kisebb pontokon rakódott le néhány. Viszont a nanotűk hálózata egy idő után „eltömődött” a baktériumok maradványaival.

Ha ezt sikerül valamilyen hatékony módszerrel kitisztítani, akkor a felület újból megfelelő védelmet nyújt. Szóba jöhet például ultrahangos tisztítás, vagy számos más, öntisztulás jellegű ötlet is erre.