Vsakodnevni predmeti, ki so v neposrednem stiku s telesom – od oblačil do zobnih ščetk – lahko predstavljajo idealno okolje za razvoj bakterij. Prav zato je vprašanje higiene teh površin vse bolj pomembno, še posebej v času naraščajoče odpornosti na antibiotike.
Raziskovalci s Korejskega naprednega inštituta za znanost in tehnologijo (KAIST) so zdaj razkrili mehanizem, ki bi lahko odprl pot novi generaciji antibakterijskih materialov. Njihova ugotovitev: grafenov oksid lahko selektivno uničuje bakterije, ne da bi pri tem poškodoval človeške celice.
Kako material “prepozna” bakterijo
Raziskovalno skupino sta vodila profesor Sang Ouk Kim in profesorica Hyun Jung Chung, ki sta pokazala, da grafenov oksid deluje precej bolj ciljno, kot se je domnevalo doslej.
Gre za nanomaterial, sestavljen iz plasti ogljika z vezanim kisikom, ki ima posebno lastnost – sposoben je razlikovati med bakterijskimi in človeškimi celicami.
Ključ je v strukturi celičnih membran. Grafenov oksid se veže na komponento POPG, ki je prisotna predvsem v bakterijah, v človeških celicah pa je praktično ni.
“Naši rezultati kažejo, da material prepozna specifično tarčo v bakterijski membrani in jo uniči, medtem ko človeške celice ostanejo nedotaknjene,” pojasnjujejo raziskovalci.
Pot do materialov brez antibiotikov
Ta selektivnost pomeni velik preboj: namesto širokega uničevanja mikroorganizmov bi lahko prihodnji materiali delovali natančno in brez škodljivih stranskih učinkov.
Študija, objavljena v reviji Advanced Functional Materials, prvič ponuja jasen molekularni dokaz, kako grafen dejansko deluje proti bakterijam.
Raziskovalci so uporabili napredne analize različnih membranskih struktur in potrdili, da kisikove funkcionalne skupine na grafenu ciljajo točno določene dele bakterijske membrane.
Uporaba že presega laboratorij
Tehnologija ni ostala zgolj na ravni teorije.
Materiali na osnovi grafena so že vključeni v potrošniške izdelke. Med drugim je na trgu zobna ščetka z antibakterijskimi lastnostmi, razvita na podlagi patentov raziskovalne skupine, ki je dosegla več kot 10 milijonov prodanih enot.
Raziskovalci so pokazali tudi, da vlakna iz grafenovega oksida ohranijo antibakterijske lastnosti tudi po večkratnem pranju, kar odpira vrata uporabi v tekstilu.
Tehnologija je bila že preizkušena v športu – material GrapheneTex je bil uporabljen v uniformah demonstracijske ekipe taekwondo na olimpijskih igrah v Parizu 2024, v prihodnje pa naj bi se razširil tudi na druge športne dogodke, vključno z Azijskimi igrami 2026.
Profesor Kim poudarja: “Ta študija razlaga, zakaj lahko grafen selektivno ubija bakterije, hkrati pa ostaja varen za človeško telo.”
