عصر ایران - محققان از قدرت ضد میکروبی ترکیب پلی اورتان با روغن های درخت چای و دارچین پرده برداشته اند. گفته می شود که این فناوری جدید می تواند در عرض کمتر از یک سال فضاهای عمومی در آمریکا را کاملا ایمن سازی کند.
«این تصاویر بار میکروبی روی صفحه کلید کامپیوتر، تلفن همراه، تخته برش با گوشت مرغ خام در دو حالت روکش شده با فناوری جدید مورد نظر و بدون آن را نشان می دهند»
دانشمندان معتقد هستند که این اختراع متمایز ممکن است به زودی به یک سلاح نوین در نبرد چند صد ساله ما با میکروب ها تبدیل شود: اولین پوشش فوق مقاومی که می تواند به سرعت باکتری ها و ویروس ها را از بین ببرد و برای ماه ها نیز به انهدام آنها ادامه دهد.
این محصول که توسط تیمی از مهندسان و ایمونولوژیست های دانشگاه میشیگان ساخته شده، برای SARS-CoV-2 (کروناویروس سندرم حاد تنفسی 2 یعنی همان ویروسی که سبب کووید- 19 می شود)، استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متی سیلین، اشریشیا کلای و انواع پاتوژن های دیگر کشنده بود. لازم به ذکر است که این فناوری 99.9 درصد میکروب ها را حتی پس از ماه ها تمیز کردن مکرر، ساییدگی و سایر اتفاقاتی که به طور معمول برای سطوح مورد استفاده مانند صفحه کلید، نمایشگر تلفن های همراه و تخته های برش مرغ رخ می دهند، از بین برد.
به گفته آنیش توتجا، پروفسور علوم و مهندسی مواد در دانشگاه میشیگان و یکی از نویسندگان مقاله منتشر شده در مجله Matter، این پوشش می تواند در فضاهای عمومی مملو از پاتوژن ها مانند فرودگاه ها و بیمارستان ها تغییری بزرگ ایجاد کند. وی توضیح می دهد: ما هرگز روش مناسبی برای تمیز نگه داشتن سطوحی که دائما لمس می شوند مانند صفحه نمایش های لمسی فرودگاه در اختیار نداشتیم.
پاک کننده های ضد عفونی کننده می توانند میکروب ها را تنها ظرف یک یا دو دقیقه از بین ببرند، اما به همین سرعت نیز تاثیر خود را از دست می دهند و سطوح را در برابر عفونت مجدد آسیب پذیر می سازند. البته مواد ضد باکتریایی با ماندگاری بالا هم وجود دارند که بر پایه فلزاتی مانند مس و روی هستند، اما ساعت ها طول می کشد تا باکتری ها را از بین ببرند. در نتیجه این پوشش بهترین گزینه ممکن را ارائه می دهد.
پوشش طراحی شده شفاف است و می توان آن را روی هر چیزی برس زد یا اسپری کرد. این محصول با ترکیب مواد آزمایش شده و واقعی به روشی جدید، دوام و قدرت انهدام میکروب ها را به دست آورده است.
به بیان دیگر داروی مد نظر از مولکول های ضد میکروبی مشتق شده از روغن درخت چای و روغن دارچین حاصل شده که هر دو قرن هاست به عنوان میکروب کش های ایمن و موثر کاربرد دارند و در کمتر از دو دقیقه عمل می کنند. دوام این پوشش ناشی از پلی اورتان، یک درزگیر سخت و لاک مانند است که معمولا روی سطوحی مانند کف و مبلمان استفاده می شود.
توتجا اضافه می کند: ضد میکروبی هایی که ما آزمایش کردیم توسط FDA تحت عنوان «به طور کلی ایمن» طبقه بندی می شوند و برخی از آنها حتی به عنوان افزودنی های غذایی تایید شده اند. پلی اورتان نیز یک پوشش ایمن و بسیار رایج است. اما ما آزمایش سمیت را هم محض اطمینان بیشتر انجام دادیم و متوجه شدیم که ترکیب خاصی از مواد تشکیل دهنده ما حتی از بسیاری از ضد میکروبی های امروزی نیز ایمن تر است.
نتایج آزمایش های مقاومت در این مطالعه نشان می دهند که این نوع پوشش می تواند به مدت شش ماه یا بیشتر قبل از شروع تبخیر روغن ها، میکروب های بیماری زا را از بین ببرد. با این حال قدرت ضد عفونی کنندگی این ترکیب به مرور کاهش می یابد. به گفته محققان پس از این بازه زمانی می توان آن را به کمک روغن تازه مجددا شارژ کرد. روغن جدید دوباره توسط سطح جذب و چرخه از نو شروع می شود.
توتجا تخمین می زند که این فناوری می تواند ظرف یک سال به صورت تجاری در دسترس همگان قرار بگیرد. مجوز آن را نیز Hygratek، یک شرکت اسپین آف که توتجا با کمک U-M Innovation Partnerships تاسیس کرده، دریافت کرده است.
چالش اصلی ترکیب روغن و پلی اورتان به گونه ای بود که به مولکول های روغن اجازه دهد کار میکروب کشی خود را انجام دهند و در عین حال از تبخیر سریع آنها جلوگیری به عمل آید.
تیم تحقیقاتی از راه حل هوشمندانه اتصال عرضی (کراس لینک) یا همان فرآیند شناخته شده ای که از گرمایش برای اتصال مواد به یکدیگر در سطح مولکولی استفاده می کند، بهره برده اند. مولکول های روغن کوچکتر به راحتی با مولکول های پلیمری اتصال عرضی برقرار کرده و یک ماتریس پایدار را تشکیل می دهند.
اما برای از بین بردن میکروب ها، مولکول های روغن باید به دیواره سلولی آنها نفوذ کنند و اگر بسیار محکم به ماتریکس متصل شده باشند، قادر به انجام این کار نیستند. از این رو تیم تحقیقات با پیوند نسبی به روشی برای غلبه بر این مشکل دست یافتند. پیوند مورد نظر به صورتی است که برخی از مولکول های روغن را برای انجام کار خود آزاد نگه می دارد، اما در عین حال تعدادی دیگر را محکم به پلی اورتان متصل می کند.
پس از اقدامات اولیه، محققان به دنبال یافتن ترکیبی از مواد فعال بودند که بتواند طیف گسترده ای از میکروب هایی که بیشتر انسان را مورد تهاجم قرار می دهند، از بین ببرد. در نهایت آنها دستور العمل دقیقی از مولکول های ضد میکروبی را پیشنهاد کردند که موثر، ایمن و ارزان بودند.
توتجا تاکید می کند که آنها خود را تنها به یک فرمول خاص محدود نکرده اند. درک تیم از ویژگی های هر یک از مواد تشکیل دهنده آنها را قادر می سازد تا فرمول اصلی را برای کاربردهای خاص تغییر دهند یا عوامل ضد میکروبی را مجددا تعدیل کنند تا میکروب های بیشتری را از میان بردارند. گفتنی است که دانشگاه میشیگان برای ثبت اختراع بر اساس این فناوری اقدام کرده است. همانطور که اشاره شد توتجا و دانشگاه میشیگان هر دو منافع مالی در Hygratek دارند.