Bakterie pozor! Vědci vyvinuli odolný povlak, který zabraňuje množení mikroorganismů na vysoce exponovaných površích. Praktické testování povlaku ukáže jeho degradaci užíváním a v čase. Tento výzkum provádí výzkumná skupina Depozice tenkých vrstev a nanostruktur Ústavu fyzikální elektroniky společně s Českou sbírkou mikroorganismů Ústavu experimentální biologie MU se společností SHM s.r.o. ze Šumperka.
Vědci z Ústavu fyzikální elektroniky vyvinuli speciální povlak s antibakteriálními vlastnostmi. Právě probíhá první praktické testování těchto povlaků v jejich cílovém prostředí. Výsledky testů budou k dispozici za pár měsíců, kdy vědci vyhodnotí reálný potenciál těchto povlaků.
Výzkum tohoto materiálu probíhá v rámci spolupráce výzkumné skupiny Depozice tenkých vrstev a nanostruktur Ústavu fyzikální elektroniky s Českou sbírkou mikroorganismů Ústavu experimentální biologie a společností SHM s.r.o. ze Šumperka.
Současným testováním vědci studují mechanickou degradaci vrstvy i pokles její antibakteriální účinnosti dlouhodobým užíváním. Doktorský student Sahand Behrangi, M.Sc., který se tomuto výzkumu věnuje v rámci svého studia, nainstaloval vzorky s naneseným povlakem na dveřní kliky ve vybraných místech Přírodovědecké fakulty v kampusu Bohunice i v areálu na Kotlářské.
Úderem pandemie Covidu-19 se do popředí zájmu dostalo téma ochrany před viry a bakteriemi. Vědci z výzkumné skupiny Depozice tenkých vrstev a nanostruktur ÚFE byli osloveni jejich dlouholetým výzkumným partnerem, společností SHM, aby společně vyvinuli povlak s antivirovými a antibakteriálními vlastnostmi.
Jejich cílem bylo vytvořit tenkou, ochrannou, antivirotickou a antimikrobiotickou vrstvu, která by i přímo zabraňovala množení mikroorganismů na svém povrchu a zároveň byla odolná vůči abrazi. Materiál by si ale měl tyto vlastnosti uchovat po dlouhou dobu. Oproti klasickým desinfekcím by takovýto materiál nezpůsoboval kožní alergické reakce.
Vědci z ÚFE tento materiál vyvíjeli v rámci projektu TRIO Ministerstva průmyslu a obchodu https://starfos.tacr.cz/cs/project/FV30262. Projekt úspěšně skončil v minulém roce. “Podařilo se nám navrhnout a vyrobit povlak, který je odolný vůči opotřebení a dvakrát tvrdší než ocel! Pro příklad, ani prstenem byste jej nepoškrábali. Bohužel, námi vyvinutý povlak neměl zásadní antivirové vlastnosti. Ale zato velice dobře fungoval na bakterie. Rozhodli jsme se proto dále pokračovat v testování antibakteriálních vlastností v reálných podmínkách, abychom ověřili praktické použití těchto povlaků,” říká vedoucí výzkumné skupiny Depozice tenkých vrstev a nanostruktur a zároveň ředitel Ústavu fyzikální elektroniky prof. Mgr. Petr Vašina, Ph.D.
Tým vědců podílejících se na projektu TRIO vyvinul novou metodu příprav těchto povlaků. Povlaky samotné deponovali v průmyslových podmínkách přímo v tovární hale společnosti SHM v Šumperku. Tento specifický antibakteriální povlak je založen na nitridech přechodových kovů dopovaných mědí. Jeho strukturu a povrch můžete vidět na snímcích.
Dr. Vjačeslav Sochora, vedoucí vývojového týmu společnosti SHM doufá, že tento ověřený postup přípravy tenkých vrstev s antibakteriálními vlastnostmi rozšíří portfolio společnosti SHM o povlaky vhodné k použití v exponovaném prostředí jako v nemocnicích a školách nebo i v potravinářském průmyslu.
Nanášené vrstvy nitridu zirkonia dopované mědí jsou tvrdé, houževnaté a zabraňují množení mikroorganismů. Sahand Behrangi dodává: “Pokud tato ochranná vrstva bude fungovat dobře na testovaných dveřních klikách, bude fungovat i ve finálních praktických aplikacích. Velkou výhodou těchto povlaků jsou i jejich dekorativní vlastnosti. Povlak má zlatavou barvu a je tedy na pohled velmi atraktivní."
Vědci tento povlak vyvinuli speciálně tak, aby vydržel v extrémně exponovaných prostorech jakou jsou infekční oddělení nemocnic, veřejná místa, školy, sociální ústavy, domovy důchodců apod. Na těchto místech je žádoucí eliminovat původce nozokomiálních infekcí, bránit tvorbě biofilmu a preventivně tak působit proti šíření infekcí.
Antivirotický efekt povlaku vědci testovali i přímo na viru SARS-CoV2 s třídenní inkubační dobou. Evoluce titru viru ale žádný zásadní antivirotický efekt nezjistila. “Antivirotický efekt měly prokazatelně pouze vzorky s vysokým obsahem mědi nebo ty, které byly zakončeny čistě měděnou vrstvičkou na vrstvě nitridu zirkonia,“ doplňuje vědec Sahand Behrangi.
"V nemocničním prostředí se za určitých podmínek mohou běžné bakterie stát podmíněnými patogenními organismy. V takovém případě nepotřebují hostitele jako primární patogeny. Testované povlaky tomu mohou předejít a mohly by velice dobře fungovat ve vysoce exponovaném prostředí," komentuje výzkum vedoucí České sbírky mikroorganismu z Ústavu experimentální biologie, prof. RNDr. Ivo Sedláček, CSc.
Escherichia coli je bakterií, kterou vědci vybrali pro testovaní povlaku na dveřních klikách. Množení bakterií v Petriho miskách a následné vyhodnocení výsledků dá vědcům odpověď na otázku, jestli jsou tyto povlaky schopny uchovat si své vlastnosti i v dlouhodobém měřítku. Experiment běží již třetí měsíc, lidé se nainstalovaných klik dotýkají, kontaminují je, ale povlaky stále vykazují antibakteriální vlastnosti a fungují dle očekávání.
Aktuální nabídka různých externích seminářů a workshopů nejen napříč MU pro studenty i zaměstnance na leden a únor 2025. Nemusíte procházet a hledat. Přinášíme vám relevantní výběr.
Projekt Brno Ph.D. Talent vyhlásil své nové vítěze. Za fyzikální vědy na Masarykově univerzity uspěla Areej Fatima v oboru Fyzika plazmatu a Marianna Dafčíková za Astrofyziku. Ve výzkumné skupině Plazmové nanotechnologie a bioaplikace Areej pracuje pod vedením doc. RNDr. Tomáše Homoly, PhD. Ve svém projektu se zaměří na vývoj textilie na bázi g-C3N4 pro fotokatalýzu při čištění odpadních vod.
