Bahan paling nipis di dunia dapat mencegah jangkitan implan
Dengan tebal hanya satu atom, graphene adalah bahan paling nipis yang diketahui oleh manusia. Karena kekonduksiannya yang tinggi, graphene dapat digunakan dalam berbagai perangkat elektronik seperti layar telefon dan pengecas. Penyelidikan baru menambah senarai kegunaan bahan tersebut, kerana lapisan graphene yang nipis didapati mempunyai kesan antibakteria.
Graphene ditemui pada tahun 2002, ketika seorang pakar bahan tipis mikroskopik memutuskan untuk bereksperimen dengan lapisan karbon yang sangat tipis.
"Supermaterial" yang dihasilkan sekarang dikenali sebagai salah satu bahan terkuat di dunia - sebenarnya, ia 200 kali lebih kuat daripada baja - dan juga yang paling nipis.
Dibuat sama ada serpihan atau filem, graphene lebih konduktif elektrik daripada tembaga.
Sebelum ini, para penyelidik telah bereksperimen dengan meletakkan serpihan graphene secara menegak dalam usaha memperluas aplikasinya.
Walaupun struktur graphene sebagai "lonjakan" menegak tidak inovatif, para saintis di Chalmers University of Technology di Gothenburg, Sweden, adalah yang pertama menunjukkan bahawa meletakkan serpihan secara menegak membunuh bakteria dan mencegah jangkitan pada implan pembedahan.
Penemuan - yang kini telah diterbitkan dalam jurnal Antaramuka Bahan Canggih - sangat penting memandangkan penyelidikan terdahulu memberikan hasil yang bertentangan, dengan beberapa ujian menunjukkan bahawa ia memusnahkan bakteria dan yang lain meninggalkan bakteria tanpa cedera.
"Kami mendapati bahawa parameter utamanya adalah mengarahkan grafene secara menegak," kata penulis kajian bersama Ivan Mijakovic, seorang profesor di Jabatan Kejuruteraan Biologi dan Biologi di Universiti Teknologi Chalmers. "Sekiranya mendatar, bakteria tidak akan dicederakan," jelasnya.
Bagaimana graphene dapat memberi manfaat kepada implan
Menurut Pentadbiran Makanan dan Dadah (FDA), implan perubatan adalah "alat atau tisu yang diletakkan di dalam atau di permukaan tubuh." Sebilangan implan ini mungkin menggantikan bahagian badan, seperti prostetik pinggul atau lutut, atau mereka hanya dapat menyokong fungsi organ lain yang baik.
FDA memberi amaran bahawa jangkitan sering menyertai implan - terutamanya sejurus selepas pembedahan. Walaupun biasanya jangkitan seperti itu dapat diobati dengan obat-obatan yang sesuai, dalam beberapa kasus, implan harus dikeluarkan sama sekali.
Walau bagaimanapun, penyelidikan baru menunjukkan bahawa meletakkan serpihan graphene secara menegak di permukaan implan membentuk pelindung pelindung "runcing" yang memotong bakteria dan mencegahnya melekat.
Yang penting, lapisan pelindung ini tidak membahayakan sel manusia; sel manusia 25 kali lebih besar daripada bakteria. Video di bawah menerangkan dengan lebih terperinci bagaimana lonjakan graphene berfungsi.
"Graphene berpotensi tinggi untuk aplikasi kesihatan," kata penulis kajian bersama Jie Sun, seorang profesor bersekutu di Jabatan Teknologi Mikro dan Nanosains di Universiti Teknologi Chalmers.
Meminimumkan risiko penolakan implan, menjadikan antibiotik tidak perlu, dan melindungi dari jangkitan hanya beberapa aplikasi ini.
Namun, dia memperingatkan, "lebih banyak penyelidikan diperlukan sebelum kita dapat mendakwa [graphene] benar-benar selamat. Antara lain, kita tahu bahawa graphene tidak mudah merosot. "
"Kami ingin mencegah bakteria membuat jangkitan. Jika tidak, anda mungkin memerlukan antibiotik, yang dapat mengganggu keseimbangan bakteria normal dan juga meningkatkan risiko ketahanan antimikroba oleh patogen. "
Pengarang kajian pertama Santosh Pandit, Jabatan Kejuruteraan Biologi dan Biologi, Universiti Teknologi Chalmers
