Dünya Sağlık Örgütü'ne göre, antibiyotik direnci bugün küresel sağlık ve gıda güvenliğine yönelik en büyük tehditlerden biridir. Bu süreç doğal olarak gerçekleşir, ancak insanlarda ve hayvanlarda antibiyotiklerin yanlış kullanımı bunu hızlandırıyor. Bu bağlamda, mekanik-bakterisidal materyaller antibiyotiklere karşı bakteri direnci ile mücadele etmek için umut verici bir strateji olarak ortaya çıkmaktadır.
Mekanik-bakterisidal malzemeler, bakterilere düşman bir yüzey yapısı oluşturur ve araştırmacılar, bakteriler ve bu antimikrobiyal nanomalzemeler arasındaki fiziksel etkileşimleri anlamak için çaba sarf etmektedir. Bakterileri öldürmek için gerekli kuvvet gibi etkileşimin tüm detaylarını ortaya çıkararak, yeni ve geliştirilmiş bir nesil mekanik-bakterisidal materyal tasarlanabilir.
IMDEA Nanociencia'daki bir araştırmacı ekibi, fizyolojik koşullar altında tek bir E. coli bakterisine kritik hasar vermek için gerekli kuvvetleri nicel olarak inceledi . ACS Uygulamalı Materyaller ve Arayüzlerde yayınlanan çalışmalarında, Dr. Flors liderliğindeki araştırmacılar , bakteri hücre duvarını delmek ve bir floresan canlılık markeri kullanarak gerçek zamanlı olarak bakteri ölümünü gözlemlemek için AFM ( atomik kuvvet mikroskopisi ) nanoindentasyonunu kullandılar. E. coli'de hücre duvarını kırmak için yaklaşık 20 nN'lik bir kuvvetin gerekli olduğu sonucuna ulaştılar .
Düşük bir kuvvette ardışık girintiler, ancak hücre duvarı yırtılması olmadan bakteri fizyolojisi üzerinde ölçülebilir bir 'yorgunluk' etkisi yarattı. Yorgunluk, floresans mikroskopisi ile bakterilerdeki hücre bölünme alanının belirlenmesine yardımcı olan bir protein kompleksi olan Min sisteminin salınım periyodunu takip ederek belirlendi . Gözlenen yorgunluk etkisi, birçok düşük kuvvetli çarpışmanın biriktirici etkisi ile kolloidal nanomalzemelerin antibakteriyel özellikleri ile tutarlıdır.
Sonuçlar, şimdiye kadar bilinmeyen, bakteri ve yüksek en boy oranlı mekanik-bakterisidal nanomalzemeler arasındaki etkileşimin ayrıntılı bir görünümünü sağlar ve ortaya çıkan mekanomikrobiyoloji alanına katkıda bulunur.Dr.Flors "Çalışmamız, gelişmiş mikroskopi tekniklerinin geliştirilmesinin, bakteriler ve nanomalzemeler arasındaki etkileşimleri nicel olarak anlamak için nasıl bir rol oynayabileceğini gösteriyor." ifade etti.
Kaynak:The force necessary to kill a single bacterium
