Bakterien lieben es, Oberflächen in Ihrem Körper besiedeln , aber sie haben eine harte Zeit, Vergangenheit Ihre robusten , salzige Haut haben. Operationen zur Implantation medizinischer Geräte geben oft solche Bakterien die Möglichkeit benötigt, um den Eintritt in die Körperhöhle zu erhalten , so dass die Implantate selbst dann als ideale Wachstumsfläche für Biofilme fungieren.
Eine Gruppe von Forschern an der Shanghai Institut für Keramik in der chinesischen Akademie der Wissenschaften suchen, um diese gefährlichen Unterhautinfektionen, indem Sie Ihr neues Hüft- oder Kniescheibe in Mode seit der Antike geschätzt bekämpfen - Hinzufügen von Gold. Sie beschreiben die Ergebnisse von Tests mit einer neuen antibakteriellen Material, das sie anhand von Gold-Nanopartikeln in der Zeitschrift Applied Physics Letters, von AIP Publishing entwickelt.
" Implantat -assoziierten Infektionen sind eine hartnäckige Problem, das häufig zu Chirurgie Ausfall werden", sagte Liu Xuanyong , primäre Ermittler des Teams auf dem Shanghai Institute of Ceramics . Entwerfen von Implantaten , die Bakterien abtöten können bei gleichzeitiger Unterstützung des Knochenwachstums , Liu sagte , ist ein effizienter Weg , um in vivo Knochenintegration zu verbessern.
Titandioxid ist in der Lage, Bakterien zu töten, sich aufgrund seiner Eigenschaften als Photokatalysator . Wenn das Metall mit Licht belichtet wird , wird es durch die Absorption von Photonen energetisch angeregt . Dies erzeugt Elektron -Loch-Paare , Drehen Titandioxid in eine starke Elektronen-Akzeptor , die zellulären Membranprozesse durch Usurpation Terminal Akzeptor ihre Elektronentransportkette zu destabilisieren können . Die Membran wird nach und nach durch diesen Diebstahl destabilisiert , wodurch die Zelle austreten , bis er stirbt.
Die dunklen Bedingungen im menschlichen Körper begrenzen jedoch die bakterientötende Wirksamkeit von Titandioxid. Goldnanopartikel jedoch weiterhin als antibakterielle Anschluß Elektronenakzeptoren unter Dunkelheit wirken , aufgrund eines Phänomens genannte lokalisierte Oberflächenplasmonenresonanz. Oberflächenplasmonen sind kollektive Schwingungen von Elektronen, die an der Grenzfläche zwischen den Leitern und Dielektrika auftreten - beispielsweise zwischen Gold und Titandioxid. Die lokalisierten Schwingungen von Elektronen auf der Nanoskala führen, dass die Gold-Nanopartikel aufgeregt zu werden und geben Elektronen an die Titandioxidoberfläche , so dass die Partikel Elektronenakzeptoren werden .
Liu und sein Team elektrochemisch eloxiert Titan zu Titandioxid -Nanoröhren- Arrays zu bilden , und dann weiter die Arrays mit Gold-Nanopartikeln in einem Prozess namens Magnetron-Sputtern abgeschieden. Die Forscher dann Staphylococcus aureus und Escherichia coli , in der von Arrays wachsen - beide Organismen waren sehr erfolgreich ist, zeigt profuse Membranschädigung und Zellverlust .
Während Silber-Nanopartikel wurden bereits als antibakterielles Mittel für in vivo -Transplantationen untersucht werden, verursachen sie erhebliche Nebenwirkungen wie Cytotoxizität und Organschäden , während Gold ist weitaus chemisch stabil , und somit biokompatibel.
"Die Ergebnisse können neue Erkenntnisse zum besseren Gestaltung von Edelmetall -Nanopartikel -basierte antibakterielle Anwendungen erschließen ", sagte Liu .