Böcek Kanatları Antibakteriyel Kaplamalara İlham Veriyor
Palmitik ve stearik asitlerin yağ asidi, HOPG ve cam substrat üzerinde toplanmıştır (ölçek çubuğu 1 μm).
P. Aeruginosa ve S. Aureus’a karşı palmitik asit ve stearik asit nanoyapılarının bakteriyel aktivitesi. Konfokal lazer taramalı mikroskobu görüntülerinde; yeşil Flüoresans canlı hücreleri ve kırmızı flüoresans ise parçalanmış P. aeruginosa ve S. aureus hücrelerini göstermektedir.
Taramalı elektron mikrografikleri (alttaki), P. Aeruginosa ve S. Aureus’ın hücre morfolojisinin palmitik ve stearik asit mikrokristalleri üzerinde parçalandığını ancak HOPG substratı üzerinde parçalanmadığını göstermektedir (ölçek çubuğu 1 μm).
Bakteriyi öldürebilen kaplama materyalleri için araştırmalar doğaya çevrilmiştir: kesin söylemek gerekirse, yusufçuklar ve ağustos böcekleri gibi böceklerin kanatlarıdır.
Avustralya’da Swinburne Teknoloji Üniversitesi’nden Elena P. Ivanova “Bitkiler, böcekler ve diğer organizmalar yüzeyleri kontaminasyondan etkin bir şekilde koruyabilir.” diye açıklamıştır. “Ağustos böceği, yusufçuk ve helikopter böceğinin kanatları üzerine yapılan son araştırmalar gösteriyor ki onlar sadece potansiyel kirleticileri uzaklaştırmaz, aynı zamanda yüzeyde kolonileşmeye çalışan bakteri hücrelerini de aktif bir şekilde öldürebilir.”
Böcek kanatlarının koruyucu, mumlu kaplama veya epikütikülü, nanoyapılı bir düzende 50 farklı lipit molekülünün karmaşık bir karışımından oluşmaktadır.
Bu ince tabaka kanatların topografyası veya yüzey özellikleri hücre duvarını parçalayarak ve hücrelerle fiziksel etkileşimde bulunarak bakteriyi öldürebilir.
RMIT Üniversitesi, Avustralya Nükleer Bilim ve Teknoloji Organizasyonu ve İspanya’daki Rovira I Virgili Üniversitesi’nden meslektaşlarıyla birlikte Ivanova, suni yüzeyler için faydalı bir “mekanik bakterisit” kaplama oluşturmak için kullanılabilecek bu dış kanat kaplamanın ana unsurları olan ve doğal olarak meydana gelen yağ asitlerini bulmuştur [Ivanova et al., Acta Biomaterialia (2017), doi: 10.1016/j.actbio.2017.07.004].
Araştırmacılar, basit ve tek basamaklı bir prosesle farklı yüzeylerdeki kaplama katmanının iki ana içeriğini (palmitik ve stearik asit) kristalize etmiştir. Yağ asitleri ilk olarak kloroformda çözülür ve sonra da kloroformu buharlaştırılmadan önce pürüzsüz grafit filmleri (HOPG) düzenli bir şekilde biriktirilir. Yağ asitleri grafit yüzeyi üzerindeki mikro yapıları kendiliğinden düzenler: stearik asit daha düz ve daha dalgalı bir görünüm alırken palmitik asit keskin sırtlar oluşturur.
Kaplanmış grafit yüzeyler hem Pseudomonas aeruginosa hem de Staphylococcus aureus üzerinde bakteriyel etkiye sahip olsa da, şuan ki tıbbi şartlarla hastalarda ciddi komplikasyonlara neden olabilir ve palmitik asitin etkinliğinin de daha belirgin olduğu görülmüştür. 6 saat sonra, iki bakteri türünün % 90’ından fazlası yağ asidi kaplamalarıyla yok edilmiştir.
Ivanova “Bu çalışmada uyguladığımız yaklaşım basitçe eşsizdir.” diye söylemektedir. “Oldukça düzenli uygulanan yağ asitlerinin basit bir çözeltisi sadece birkaç dakikada antibakteriyel yüzeyin oluşturulmasıyla sonuçlanmaktadır.”
Bundan başka, hem palmitik asit hem de stearik asit gıda, kozmetik ve ilaçlar için toksin olmayan katkı maddeleri olarak FDA tarafından onaylanmıştır.
Ivanova Materials Today’de söylüyor ki “Bu mikrokristalin yüzeyler yara iyileşmesi, yara pansuman ve iskele malzemeleri gibi uygulamalarda tek kullanımlık bakterisit nano kaplamalar için etkin bir şekilde uygulanabilecektir”.
Kaynak : materialstoday.com
