Eine neue Kupferbeschichtung, die Bakterien schneller und in größeren Mengen als aktuelle Formulierungen abtötet, könnte bald für Krankenhäuser und andere stark frequentierte Einrichtungen verfügbar sein.
Obwohl aktuelle Formulierungen aus reinem Kupfer antibakteriell und selbstdesinfizierend sind, töten sie bestimmte Arten von Bakterien mit einer dickeren Zellwand (Gram-positive Bakterien) langsamer ab als Bakterien mit einer dünneren Zellwand (Gram-negativ).
Ein Team von UBC-Forschern unter der Leitung von Dr. Amanda Clifford, Assistenzprofessorin in der Abteilung für Werkstofftechnik, hat eine Nano-Kupfer-Beschichtung entwickelt, die bakterientötende Merkmale im Nanomaßstab und Zink enthält. Die nanoskaligen Merkmale sind winzige Erhebungen, die Bakterien töten können, indem sie ihre Zellwand aufbrechen. Zink, das auch antibakteriell ist, oxidiert selektiv in Gegenwart von Kupfer und hilft, Bakterien schneller abzutöten als reines Kupfer allein.
„Die Verwendung unserer Beschichtung könnte das Auftreten von bakteriellen Infektionen durch häufig berührte Oberflächen in Gesundheitseinrichtungen wie Türklinken und Fahrstuhlknöpfen erheblich reduzieren, da sie Bakterien mit mehreren Ansätzen abtötet“, sagt Dr. Clifford. „Da es weniger Kupfer enthält als andere vorhandene Beschichtungen oder ganze Kupferteile, wäre es auch billiger herzustellen.“
Das Team fand heraus, dass das Material nur eine Stunde brauchte, um 99,7 Prozent von Staphylococcus aureus abzutöten – ein grampositiver Erreger, der häufig für Krankenhausinfektionen verantwortlich ist – verglichen mit zwei Stunden für reines Kupfer.
„Diese Beschichtung tötet nicht nur Krankheitserreger schneller ab als reines Kupfer, sie trägt auch dazu bei, dass Antibiotika wirksam bleiben“, sagte Dr. Clifford. „Durch die Verwendung dieser neuen Formulierung töten wir Krankheitserreger ab, bevor Patienten infiziert werden und Antibiotika gegen sie verwenden müssen, wodurch der Anstieg von Antibiotikaresistenzen verlangsamt wird.“
Die Forscher haben ein vorläufiges Patent für das Beschichtungs- und Herstellungsverfahren eingereicht, das in einem neuen Artikel in beschrieben wird Erweiterte Materialschnittstellen.
„Dies ist derzeit auf Krankenhäuser und Gesundheitseinrichtungen ausgerichtet, da an diesen Orten antibiotikaresistente Krankheitserreger wie Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) ein Problem darstellen. Wir möchten auch nicht an einem Ort sein, an dem wir sind kann keine Antibiotika verwenden“, sagt Dr. Clifford.
Das Team plant, das Material weiter gegen andere Krankheitserreger wie Viren zu evaluieren, in der Hoffnung, ihre Arbeit schließlich kommerzialisieren zu können.
Davood Nakhaie et al, An Engineered Nanocomposite Copper Coating with Enhanced Antibacterial Efficacy, Erweiterte Materialschnittstellen (2022). DOI: 10.1002/admi.202201009