محققان دانشگاه لرستان با همکاری پژوهشگران دانشگاه برلین آلمان در تحقیقات خود به بررسی چگونگی عملکرد نانوصفحات گرافن در برهمکنش با باکتری‌ها پرداخته‌اند. نتایج این طرح راهگشای طراحی سیستم‌های کاآمدتر مبتنی بر نانومواد دو بعدی و سازگار با محیط زیست در حوزه‌ی پزشکی و دارویی خواهد بود.
به دام انداختن باکتری‌های عفونت زا به کمک نانوصفحات گرافنی
ظهور سریع باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک اثرات عمده‌ای بر عوارض و مرگ و میر ناشی از عفونت ها دارد و به عنوان یک مشکل جدی و رو به رشد مطرح است. بنابراین نیاز به شناسایی عوامل ضد میکروبی جدید با عملکرد کارآمد ضروری است. یکی از نانومواد جدیدی که اخیراً در زمینه‌های مختلف و به‌ویژه پزشکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است، نانو مواد مبتنی بر گرافن است.
محسن عادلی- عضو هیأت علمی دانشگاه لرستان- با اشاره به اینکه گرافن به عنوان یک پلیمر دوبعدی و باویژگی‌های منحصر به فرد ساختاری طیف وسیعی از تحقیقات را به سوی خود جلب کرده است، لزوم انجام این پژوهش را چنین بیان کرد: «در چند سال گذشته تحقیقات درباره‌ی کاربرد بیوپزشکی مواد مبتنی بر گرافن، از جمله خواص آنتی باکتریالی، شناسایی و غیرفعال کردن پاتوژن‌ها رشد چشمگیری داشته است. با این حال، مکانیسم برهمکنش در رابطه با گرافن-پاتوژن به طور کامل درک نشده‌است. از این رو، در این کار تحقیقاتی مکانیسم برهمکنش بین نانو ورقه‌های گرافن و باکتری‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است.»
وی در ادامه توضیح داد: «برای دستیابی به هدف مطالعه، با سنتز مشتقات مختلف گرافن و نانو مواد گرافنی zwitterionic، با هر دو گروه عاملی مثبت و منفی و قابل تعویض، برهمکنش‌های قابل کنترل این نانو مواد با باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی بررسی شد. بدین ترتیب توانستیم یافتههای خود را در خصوص صحت مکانیسم «اثر چاقوی نانویی» و «به دام انداختن» باکتری‌ها توسط نانو ورقه‌های گرافن گزارش کنیم.»
به گفته‌ی عادلی، یافتههای این پژوهش می‌تواند فرصت‌های جدیدی برای بررسی برهمکنش نانومواد دوبعدی با بیوسیستم‌ها ارائه دهد و همچنین راه گشای توسعه‌ی آن‌ها در زمینه‌های بالینی و کاربردهای زیست‌محیطی، به‌عنوان فیلترهای ضدباکتری در تصفیه‌ی آب، باشد. از طرفی به کمک نتایج این طرح امکان سنتز ورقه‌های مبتنی بر گرافن، با هزینه‌ی پایین و بالاترین قابلیت جلوگیری از رشد باکتری، نیز امکان‌پذیر خواهد بود.
در این کار تحقیقاتی پیشنهاد شده‌است که مکانیسم ضد باکتری به شدت به ناحیه‌ی قابل دسترسی، به عنوان مثال، لبه‌ها و سطح ورقه‌ها و قدرت چسبندگی آن‌ها بستگی دارد. با توجه به مزایای بیان شده برای نانوصفحات گرافن، به نظر می‌رسد با تهیه‌ی نانومواد هیبریدی از آن بتوان به خواص جالب و مفیدتری در زمینه‌ی دارویی و از جمله خواص آنتی باکتریال دست یافت.
عادلی خصوصیات شاخص و برجسته‌ی این کار تحقیقاتی را بدین شرح بیان کرد: «کنترل قدرت چسبندگی نانومواد سنتزی با باکتری‌ها از طریق تعویض و کنترل تعداد و موقعیت گروه‌های عاملی بر روی گرافن، مهمترین ویژگی ایجاد شده است که به درک مکانیسم برهمکنش نانو مواد دوبعدی لایه‌ای با بیوسیستم‌ها کمک شایانی می‌کند.»
به گفته‌ی این محقق، از مهمترین روش‌های به کار برده شده در این مطالعه برای بررسی برهمکنش نانو مواد سنتزی با باکتری، می‌توان اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون (CLSM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM)را نام برد.
گفتنی است نانومواد گرافنی zwitterionic از طریق عامل دار شدن گام به گام نانو ورقه‌های گرافن با تری آزین و اصلاح آن با پلیمرهای پر شاخه پلی گلیسرول حاوی گروه‌های عاملی مثبت و منفی با تعداد قابل کنترل و قابل تعویض، تهیه شده‌اند.
این پژوهش حاصل همکاری محسن عادلی- عضو هیأت علمی دانشگاه لرستان- شبنم ستاری- دانشجوی دکترای دانشگاه لرستان- و محققانی از دانشگاه برلین آلمان است. نتایج این کار در مجله‌ی Nanoscale با ضریب تأثیر ۷/۲۳۳(جلد ۲۰، سال ۲۰۱۸، صفحات ۹۵۲۵ تا۹۵۳۷) به چاپ رسیده‌است.
