Otpornost na antibiotike glavna je globalna prijetnja zdravlju, uzrokujući najmanje 700.000 smrtnih slučajeva godišnje. Bez razvoja novih antibakterijskih terapija, broj poginulih mogao bi se do 2050. popeti na 10 milijuna ljudi godišnje. Posredne štete nanesene zdravstvenom sustavu i gospodarstvu u cjelini procjenjuju se na milijarde dolara.

Čudesna svojstva crnog fosfora

Iako je zdravstveni teret gljivičnih infekcija manje prepoznat, globalno one svake godine ubiju oko 1,5 milijuna ljudi, a broj smrtnih slučajeva raste. Na primjer, rastuća prijetnja hospitaliziranim pacijentima s COVID-19 je uobičajena plijesan Aspergillus koja može uzrokovati smrtonosne sekundarne infekcije.

Novi premaz tima sa Sveučilišta RMIT u australskom Melbourneu temelji se na ultra tankom 2D materijalu koji je dosad uglavnom bio zanimljiv za elektroniku sljedeće generacije. Studije na crnom fosforu, o kojima je već pisao i Bug, pokazale su da ima neka antibakterijska i protugljivična svojstva, ali materijal nikada nije metodički ispitan za potencijalnu kliničku uporabu.

Novo istraživanje, objavljeno u časopisu Applied Materials & Interfaces Američkog kemijskog društva, otkriva da crni fosfor učinkovito ubija mikrobe kad se u nanotankim slojevima nanese na površine poput titana i pamuka, materijala koji se obično koriste za izradu implantata i obloga za rane.

Crni fosfor se razgrađuje u prisutnosti kisika i to je obično velik problem za elektroniku. No, pokazalo se da materijali koji se lako razgrađuju kisikom mogu biti idealni za ubijanje mikroba. A upravo su to tražili znanstvenici koji rade na antimikrobnim tehnologijama.

Stanična oksidacija 

Kako se razgrađuje, tako crni fosfor oksidira površinu bakterija i plijesni. Istraživači su proces stanične oksidacije testirali na pet uobičajenih sojeva bakterija, uključujući E. coli i MRSA, zlatne stafilokoke otporne na širok spektar antibiotika, uključujući meticilin, dikloksacilin, nafcilin i oksacilin. Testiran je i učinak crnog fosfora na pet vrsta gljivica, uključujući Candidu auris.

Pokazalo se da je nakon nanošenja nanoslojeva crnog fosfora u samo dva sata uništeno do 99% bakterijskih i gljivičnih stanica. To nije jedina dobra vijest; u samo 24 sata razgradio se i crni fosfor, što znači da se ne bi trebao nakupljati u tijelu. 

Laboratorijska studija utvrdila je optimalnu razinu crnog fosfora koja ima smrtonosni antimikrobni učinak, a ljudske stanice ostavlja zdravima i čitavima.

Dakako, potrebna su daljnja istraživanja prije no što se ova tehnologija počne primjenjivati u kliničkim uvjetima no čini se da su istraživači na dobrom putu. U međuvremenu, istraživači traže potencijalne industrijske partnere u daljnjem razvoju tehnologije za koju je podnesena i patentna prijava.