Čeští vědci vyvíjejí nové povrchy, které zabraňují mikroorganismům k přilnutí. Pracují na laserových technologiích, které dokáží na mikroskopické a nanometrové úrovni povrch vhodně upravit. Výzkum má potenciál zvýšit hygienické standardy ve zdravotnictví a zabránit tak například šíření nebezpečných bakterií odolných proti antibiotikům, protože povrchová společenstva, zvaná biofilmy, často kontaminují zdravotnické vybavení nebo poškozují průmyslová zařízení.
Český výzkum jde laserem proti mikroorganismům
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 tak mohou 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,“ dodal Hauschwitz.
Vědecká spolupráce má už první hmatatelné výsledky. Odborníkům se 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.