مكافحة البكتيريا بتقنية الضوء النانوي

نجح فريق بحثي بقيادة العالم ييفان تشو من جامعة رايس في تطوير بلورات نانوية من البيروفسكايت، تتمتع بقدرة عالية على قتل البكتيريا في السوائل الحيوية عند تعرضها للضوء المرئي، مع الحفاظ على استقرارها دون تدهور نتيجة الضوء والرطوبة؛ هذا الاكتشاف، الذي نُشر في دورية "نانو ليترز" بعد ثلاث سنوات من العمل، يحمل أهمية كبرى في مكافحة العدوى المقاومة للمضادات الحيوية، والتي تهدد حياة الملايين سنويًا.

كيف تعمل تقنية الضوء النانوي على قتل البكتيريا؟

تعتمد تقنية الضوء النانوي على بلورات البيروفسكايت التي تنشط عند تعرضها للضوء المرئي.

عند التنشيط، تنتج هذه البلورات أنواعًا تفاعلية من الأكسجين، مثل الأكسجين الأحادي والهيدروكسيد.

تتفاعل هذه الأنواع التفاعلية بقوة مع المكونات الحيوية للخلايا البكتيرية.

تستهدف هذه المكونات البروتينات والدهون والمادة الوراثية داخل البكتيريا.

يؤدي هذا التفاعل إلى تدمير الخلايا البكتيرية بفعالية عالية.

لماذا هذه التقنية ثورة في مكافحة العدوى؟

تتزايد مشكلة مقاومة المضادات الحيوية عالميًا، مما يجعل علاج العديد من العدوى البكتيرية أكثر صعوبة وخطورة.

تشير التقديرات إلى أن مقاومة المضادات الحيوية قد تهدد حياة الملايين سنويًا بحلول عام 2050.

توفر تقنية الضوء النانوي حلاً مبتكرًا وغير تقليدي لمواجهة هذه البكتيريا المقاومة.

لا تعتمد هذه الطريقة على آليات عمل المضادات الحيوية التقليدية، مما يقلل من فرص تطور مقاومة جديدة.

يمكن لهذه التقنية أن تفتح آفاقًا جديدة لعلاجات العدوى في المستقبل.

التحديات التي واجهت تطوير البلورات النانوية وحلولها

تتمتع بلورات البيروفسكايت بخصائص ضوئية وكهربائية واعدة في مجالات متعددة.

كانت المشكلة الرئيسية لاستخدامها في التطبيقات الطبية هي عدم استقرارها في الماء والبيئات الحيوية.

يقول البروفيسور جون لو، أحد مؤلفي الدراسة من جامعة رايس، إن هذه المواد رخيصة وسهلة التصنيع لكنها تتدهور بسهولة.

تغلب الباحثون على هذه المشكلة بتطوير طريقة جديدة لزيادة الاستقرار.

قام الفريق بطلاء البلورات النانوية بطبقتين من ثاني أكسيد السيليكون.

هذه الطبقات الواقية عززت من كفاءة واستقرار البلورات النانوية في الماء بشكل كبير مقارنة بالتقنيات السابقة.

سمح هذا الابتكار باستخدام البلورات في السوائل الحيوية دون تدهور فعاليتها.