Latvijas zinātnieki pēta un patentē virsmu pārklājumus cīņai pret slimību ierosinātājiem

Džozefs Listers, britu ķirurģijas pionieris, 19. gadsimta 60. gados nāca klajā ar revolucionārām idejām par sterilitātes noteicošo lomu slimību izraisošo mikroorganismu apkarošanā. Ar šo ideju un pamatprincipu izplatīšanos sākās un līdz pat šim brīdim turpinās zinātnisko risinājumu meklēšana cīņā pret patogēniem mikroorganismiem. Šajā cīņā iesaistījušies arī Latvijas Universitātes Cietvielu Fizikas institūta (LU CFI) zinātnieki, pētot un patentējot pārklājumus, kas palīdzētu apkarot baktērijas un vīrusus uz virsmām.

Uz tēmas aktualitāti norāda ne tikai jaunu slimību uzliesmojumi kā Covid-19 pandēmija, bet arī ikgadējā saslimšanas un mirstības statistika no slimībām, kuras izraisa medicīniskā vidē pastāvošie mikroorganismi. Pilnīgas sterilitātes nodrošināšana sadzīves apstākļos nav praktiski realizējama, jo dažu mikroorganismu sporas var saglabāt savas spējas nodrošināt mikroorganisma augšanu, pat pavadot vairākas minūtes temperatūrā virs 100 grādiem.

Sadzīvē cīņa pret baktērijām notiek tikai dezinfekcijas līmenī. Vides dezinfekcijai pielieto dažādus paņēmienus, piemēram, apstarošanu ar ultravioleto (UV) gaismu, virsmu tīrīšanu ar ķīmiskiem antimikrobiāliem aģentiem vai gaisa filtrēšanu (1. att.). UV gaismas izmantošana ir lēts paņēmiens, tomēr tam ir kāds trūkums – gaisma nevar vienmērīgi apstarot visas telpā esošās virsmas, kā arī ne visi mikroorganismi tiek pilnībā inaktivēti ar UV. Tikmēr virsmu tīrīšana ar ķīmiskajiem dezinfekcijas līdzekļiem ir gan laikietilpīgs, gan darbietilpīgs process, bez tam šāda dezinfekcijas metode ir daļēji kaitīga lietotājam. Tāpat ķīmisko līdzekļu ražošanas dēļ vai atkarībā no pielietošanas apstākļiem tas var nonākt vidē, radot piesārņojumu.

Ilustratīva reprezentācija virsmām, kuras dažādi iedarbojas uz vīrusu un/vai baktēriju klātbūtnes. I...
Ilustratīva reprezentācija virsmām, kuras dažādi iedarbojas uz vīrusu un/vai baktēriju klātbūtnes. Ir virsmas, kuras patogēniem nenodara nekādu kaitējumu (zīmējums kreisajā pusē), un ir virsmas, uz kurām patogēni nespēj uzturēties un iet bojā (zīmējums labajā pusē).

Viens no papildu risinājumiem cīņā ar mikrobioloģisko piesārņojumu ir antimikrobiālie pārklājumi. Tādiem metāliem kā varš vai sudrabs piemīt spēja inaktivēt baktērijas un vīrusus, kuri nonākuši uz to virsmas (2. att.). Eksistē arī citi ķīmiskie savienojumi, kuriem piemīt analoģiskas īpašības, piemēram, titāna vai cinka oksīds. No šiem savienojumiem savukārt ir iespējams izgatavot pārklājumus uz citiem materiāliem, piemēram, stikliem, metāliem, polimēriem un pat tekstila izstrādājumiem lielos rūpnieciskos apjomos. 

Ar antimikrobiālo slāni pārklātas virsmas plaši izmanto medicīniskajā vidē.

To iespējams uzklāt uz aizsargbrillēm, dažāda pielietojuma polietilēna plēvēm, piemēram, sensoru ekrānos, aizsargstikliem un uz citām virsmām. Pārklājuma uzklāšanai tiek izmantota magnetronās izputināšanas tehnoloģija. Tās pamatā ir pārklājamās virsmas ievietošana vakuuma apstākļos kopā ar uzklāšanai nepieciešamo izejmateriālu, kurš savukārt tiek bombardēts ar inertas gāzes joniem. Izejmateriāla atomi tiek izsisti un nosēžas uz pārklājamās virsmas, veidojot pārklājumu. Izmantojot šī veida tehnoloģiju, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta Plāno kārtiņu laboratorijā tika izstrādāti vairāku veidu antimikrobiālie pārklājumi ERAF projekta (Nr.1.1.1.1/21/A/050) "Liela laukuma daudzfunkcionālu antibakteriālu un antivirālu nano-pārklājumu uzklāšanas tehnoloģijas" ietvaros. Viens no tiem ir vara metāla un volframa oksīda kombinētais pārklājums, kurš ir tikpat antimikrobiāli efektīvs kā tīrs varš, bet tam piemīt gan perspektīvākas optiskās īpašības, gan uzlabota mehāniskā un ķīmiskā izturība.

Šim pārklājumam tika konstatēta spēja pilnībā inaktivēt Escherichea coli jeb zarnu nūjiņas un Staphilococcys aureus jeb zeltainā stafilokoka baktērijas divu stundu ilgā kontaktā. Šis pārklājums tika patentēts, un sadarbībā ar Latvijas augsto tehnoloģiju uzņēmumu SIA "Sidrabe Vacuum" tika aprobēta arī iespēja to izgatavot rūpnieciskos apjomos.

Turpinās pētījumi, lai antimikrobiālu padarītu kādu citu perspektīvu materiālu ar fotohromām īpašībām – itrija oksihidrīda pārklājumu, kuru paredz izmantot nākamās paaudzes viedajos logos.

 

Kļūda rakstā?

Iezīmējiet tekstu un spiediet Ctrl+Enter, lai nosūtītu labojamo teksta fragmentu redaktoram!

Iezīmējiet tekstu un spiediet uz Ziņot par kļūdu pogas, lai nosūtītu labojamo teksta fragmentu redaktoram!

Saistītie raksti
Tehnoloģijas un zinātne

Vairāk

Svarīgākais šobrīd

Vairāk

Interesanti