Vědci v ČR vyvíjejí nové povrchy, které zabraňují přilnutí mikroorganismů

Vědci v ČR vyvíjejí nové povrchy, které zabraňují mikroorganismům k přilnutí. Jejich povrchová společenstva, zvaná biofilmy, totiž často kontaminují zdravotnické vybavení nebo poškozují průmyslová zařízení. Odborníci pracují na laserových technologiích, které dokáží na mikroskopické a nanometrové úrovni povrch vhodně upravit. Výzkum má potenciál zvýšit hygienické standardy ve zdravotnictví. O výzkumu informovala Akademie věd ČR (AV ČR) v tiskové zprávě.

Existují dvě hlavní strategie, jak se s biofilmy vypořádat. "První je již vytvořené biofilmy zlikvidovat. A vůbec nejúčinnějším způsobem, jak se vyhnout problémům s biofilmy, je zabránit jejich vzniku," uvedla vedoucí výzkumného týmu Zdena Palková z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v centru BIOCEV.

Mechanické odstranění biofilmů není v některých případech, například u implantátů, možné. Proto je cílem navrhnout a zavést pokročilé nanostrukturové úpravy povrchů materiálů, které se běžně používají v medicíně a průmyslu.

"I přes pokroky ve výzkumu stále neznáme všechny detaily o biofilmech. Chybějí nám informace o jejich vnitřní struktuře a organizaci, což je klíčové pro efektivní boj proti nim. Proto je nedílnou součástí naší snahy i samotný základní výzkum, bez kterého nemůžeme odhalit a pochopit mechanismy vztahu mezi různě efektivní přilnavostí mikrobů a tvorbou komplexních biofilmů," dodala Palková.

Výzkumný program v projektu LasApp se proto zaměřuje na vývoj laserových technologií pro pokročilé povrchové úpravy vybraných materiálů ze zdravotnického a průmyslového odvětví. "Cílem je vytvořit povrchy, které díky speciální struktuře na mikroskopické a nanometrové úrovni brání přilnutí bakterií a dalších mikroorganismů," řekl Petr Hauschwitz z Fyzikálního ústavu AV ČR a vedoucí výzkumného týmu Centra HiLASE, který spolupracuje na výzkumu.

Laserové strukturování umožňuje upravit povrchy na mikro a nano úrovni. Struktury mohou tak mít detaily i menší než průměrný rozměr mikrobu. To snižuje pravděpodobnost jejich přichycení na povrchu. "Očekáváme, že naše výsledky povedou k vývoji nových povrchových úprav, které budou schopné eliminovat široké spektrum mikroorganismů a předcházet tvorbě nežádoucích biofilmů," uvedl Hauschwitz.

Vědecká spolupráce již přináší první hmatatelné výsledky. Odborníkům se již povedlo vytvořit první typy povrchových úprav, které snižují riziko mikrobiální kontaminace. Nyní se výzkumníci chtějí zaměřit na další vývoj, aby rozšířili účinnost proti více druhům mikrobů.

Projekt LasApp má za cíl propojovat lasery s mikrobiologií. Centrum HiLASE je součástí Fyzikálního ústavu AV ČR. Zabývá se laserovými technologiemi a jejich aplikací do praxe. BIOCEV taktéž spadá pod AV ČR, specializuje se na rozvoj moderní biochemie a biomedicíny.