Canbolat GÜRSES Genetik ve Nanobiyoteknoloji
Bakteriler vücudunuzun içindeki yüzeylerde koloni oluşturmayı severler fakat tuzlu ve sağlam deriyi geçmekte zorlanırlar. Tıbbi cihazların implantasyonundaki cerrahi operasyonlar sıklıkla bakterilerin vücut boşluklarına girişine fırsat tanıyarak implant edilen cihazların yüzeyinde biyofilm oluşumu için uygun büyüme ortamı sağlamış olur.
Çinli bir grup bilim adamı bu tehlikeli deri altı enfeksiyonlarla mücadele için eski zamandan kalma bir tekniğe altın ekleyip geliştirerek kalça ekleminizi ya da dizkapağınızı yeniliyorlar. Altın nanopartiküllere dayanan yeni bir antibakteriyel malzeme üzerinde testler yaptıklarını belirten grup kemik gelişimini desteklerken aynı zamanda bakterileri öldürebilecek tarzda implant yapımının in vivo yani canlı içindeki kemik entegrasyonu için en etkili yol olduğunun altını çiziyor.
Bu resim, plazmonik altın nanopartikülleri tarafından bakteriyel membranlardaki yıkıcı elektron salımını tasvir etmektedir.
Bir fotokatalizör olarak titanyum dioksitin özellikleri bakterileri öldürebilir. Metal ışığa maruz bırakıldığında, fotonları absorbladığından enerji bakımından uyarılır. Bu durum, elektronun yanında uyarılan elektronun terkettiği boşluğu da yaratır. Sonuçta titanyum, elektron taşıma zincirinin son alıcısı tarafından el konulan hücresel membran işlemlerinin stabilizasyonunu bozabilecek bir potansiyel elektron alıcısına çevrilmiş olur. Bu el konulma membranın stabilitesini dereceli olarak bozar ve hücre ölene kadar sitoplazmasını dışarı sızdırır.
Ancak, insan vücudundaki karanlık koşullar titanyum dioksitin bakteri öldürebilme etkinliğini sınırlar. Böylece, lokalize olmuş yüzey plazmon rezonans denen bir olay yüzünden altın nanopartiküller karanlıkta antibakteriyel son elektron alıcısı olarak rol oynamaya devam edebilir. Yüzey plazmonları altın ve titanyum dioksit arasındaki gibi iletkenler ve yalıtkanlar arasındaki arayüzde meydana gelen elektronların toplam salınımlarıdır. Nano boyutta meydana gelen lokalize olmuş elektron salınımları altın nanopartiküllerin uyarılarak titanyum dioksit yüzeylere geçmesini sağlar. Böylece, partiküller elektron alıcı hale geçerler.
Araştırmacılar, elektrokimyasal olarak anotlanmış titanyumları kullanarak titanyum dioksit nanotüp dizileri oluşturdular ve daha sonra bu dizilere manyetron püskürtme adı verilen işlemle altın nanopartiküllerini püskürttüler. Sonra, Staphylococcus aureus ve Escherichia coli bakterilerinin bu diziler üzerinde ayrı ayrı büyümesine izin verdiler. Her iki bakteri türü de oldukça başarısız oldular ve yüksek membran hasarıyla birlikte hücre içeriği sızıntısı sergilediler.
Gümüş nanopartikülleri in vivo transplantlar için bir antibakteriyel ajan olarak önceden keşfedilmesine rağmen sitotoksisite ve organ hasarı gibi çok önemli yan etkilere yol açar. Ancak, altının kimyasal olarak daha fazla stabil olması onu daha çok biyo uyumlu hale getirir.
Bu alandaki ilerlemeler, antibakteriyel uygulamalara dayanan yeni metal nanopartiküllerin daha iyi dizaynı için öngörüler yaratacaktır.
