نجح فريق بحثي بقيادة العالم ييفان تشو من جامعة رايس في تطوير بلورات نانوية من البيروفسكايت تمتاز بقدرتها العالية على قتل البكتيريا في السوائل الحيوية عند تعرضها للضوء المرئي، مع الحفاظ على استقرارها دون تدهور نتيجة للضوء والرطوبة.
هذا الاكتشاف يُعد خطوة هامة نحو مكافحة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، وهو ما يعد تهديدًا كبيرًا للصحة العامة.
مقاومة المضادات الحيوية
تُعد مقاومة المضادات الحيوية من أكبر التحديات التي تهدد حياة الملايين حول العالم، حيث يتوقع أن يؤدي تفشي مقاومة المضادات الحيوية إلى وفاة 10 ملايين شخص سنويًا بحلول عام 2050.
هذه القضية تزداد خطورة مع انتشار العدوى البكتيرية التي لا تتأثر بالمضادات الحيوية التقليدية.
طريقة جديدة لزيادة كفاءة البلورات النانوية
نُشرت الدراسة في دورية "نانو ليترز"، وأوضحت أن الطريقة التي طورها الباحثون تتضمن تغليف البلورات النانوية من البيروفسكايت بطبقتين من ثاني أكسيد السيليكون، مما يُحسن من استقرار البلورات في الماء مقارنة بالتقنيات السابقة.
البلورات النانوية التي طُورت تتمتع بخصائص ضوئية وكهربائية فريدة تجعلها مرشحة واعدة للتطبيقات الطبية والعلاجية.
تعتبر مشكلة الاستقرار أحد العوائق الرئيسية في استخدام البيروفسكايت في التطبيقات الطبية، حيث كان يتعرض لتدهور سريع عند التفاعل مع الماء أو البيئات الحيوية.
وفقًا لـ البروفيسور جون لو، أحد مؤلفي الدراسة: "كانت المشكلة الرئيسية لهذه المواد هي أنها رخيصة وسهلة التصنيع، لكنها تتعرض للتدهور بسهولة". حل هذه المشكلة كان المفتاح لتحقيق هذا التقدم الكبير.
آلية العمل والتفاعل مع البكتيريا
عند تعرض البلورات النانوية للضوء، فإنها تُنتج أنواع تفاعلية من الأكسجين مثل الأوكسجين الأحادي والهيدروكسيد، التي تتفاعل مع البروتينات، الدهون، والمادة الوراثية في خلايا البكتيريا، مما يؤدي إلى تدميرها.
ووفقًا للنتائج، كانت البلورات قادرة على تدمير أكثر من 90% من بكتيريا الإيكولاي بعد ست ساعات من التعرض للضوء.
خلال التجارب، أظهرت البلورات النانوية التي تحتوي على الرصاص والبزموت كفاءة عالية في القضاء على بكتيريا الإيكولاي، حيث حافظت على استقرارها دون تدهور حتى بعد أربعة أيام من الاختبار.
هذه النتائج تعزز الأمل في تطوير تقنيات جديدة لمكافحة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، وتفتح الباب لاستخدام هذه البلورات في التطبيقات الطبية ومعالجة المياه الملوثة.
آفاق المستقبل: تطبيقات طبية وعلاجية
يُعد هذا الابتكار خطوة واعدة في مكافحة البكتيريا باستخدام الضوء، ويمكن أن يُستخدم في التطبيقات الطبية مثل العلاج الضوئي للبكتيريا، وكذلك في معالجة المياه الملوثة.
مع تزايد القلق العالمي من انتشار مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية، قد تمثل هذه البلورات النانوية بديلاً فعالًا وآمنًا لتقنيات العلاج التقليدية.
طالع أيضًا
