Bahan tertipis di dunia dapat mencegah infeksi implan
Dengan ketebalan hanya satu atom, graphene adalah bahan tertipis yang diketahui manusia. Karena konduktivitasnya yang tinggi, graphene dapat digunakan di berbagai perangkat elektronik seperti layar ponsel dan pengisi daya. Penelitian baru menambah daftar penggunaan bahan, karena lapisan tipis graphene ditemukan memiliki efek antibakteri.
Graphene ditemukan pada tahun 2002, ketika seorang ahli bahan mikroskopis tipis memutuskan untuk bereksperimen dengan lapisan karbon yang sangat tipis.
“Bahan super” yang dihasilkan sekarang dikenal sebagai salah satu bahan terkuat di dunia - faktanya, 200 kali lebih kuat dari baja - dan juga yang paling tipis.
Dibuat sebagai serpihan atau film, graphene lebih konduktif secara elektrik daripada tembaga.
Sebelumnya, peneliti telah bereksperimen dengan menempatkan serpihan graphene secara vertikal dalam upaya memperluas aplikasinya.
Sementara penataan graphene sebagai "paku" vertikal tidak dengan sendirinya inovatif, para ilmuwan di Universitas Teknologi Chalmers di Gothenburg, Swedia, adalah orang pertama yang menunjukkan bahwa menempatkan serpihan secara vertikal membunuh bakteri dan mencegah infeksi pada implan bedah.
Temuan - yang kini telah dipublikasikan di jurnal Antarmuka Material Lanjutan - sangat signifikan mengingat penelitian sebelumnya menghasilkan hasil yang bertentangan, dengan beberapa tes menunjukkan bahwa itu menghancurkan bakteri dan yang lain membiarkan bakteri tidak terluka.
"Kami menemukan bahwa parameter kuncinya adalah mengarahkan graphene secara vertikal," kata rekan penulis studi Ivan Mijakovic, seorang profesor di Departemen Biologi dan Teknik Biologi di Universitas Teknologi Chalmers. “Kalau horizontal, bakterinya tidak rusak,” jelasnya.
Bagaimana graphene dapat bermanfaat bagi implan
Menurut Food and Drug Administration (FDA), implan medis adalah "perangkat atau jaringan yang ditempatkan di dalam atau di permukaan tubuh". Beberapa implan ini mungkin menggantikan bagian tubuh, seperti prostetik pinggul atau lutut, atau hanya dapat mendukung fungsi organ lain dengan baik.
FDA memperingatkan bahwa infeksi sering kali menyertai implan - terutama segera setelah operasi. Meskipun biasanya infeksi semacam itu dapat diobati dengan pengobatan yang tepat, dalam beberapa kasus, implan harus diangkat seluruhnya.
Namun, penelitian baru menunjukkan bahwa menempatkan serpihan graphene secara vertikal pada permukaan implan membentuk perisai pelindung "runcing" yang mengiris bakteri dan mencegahnya menempel.
Yang penting, lapisan pelindung ini tidak membahayakan sel manusia; sel manusia 25 kali lebih besar dari bakteri. Video di bawah ini menjelaskan secara lebih rinci cara kerja paku graphene.
"Graphene memiliki potensi tinggi untuk aplikasi kesehatan," kata rekan penulis studi Jie Sun, seorang profesor di Departemen Teknologi Mikro dan Nanosains di Universitas Teknologi Chalmers.
Meminimalkan risiko penolakan implan, membuat antibiotik tidak diperlukan, dan melindungi dari infeksi hanyalah beberapa dari aplikasi ini.
Namun, dia memperingatkan, “diperlukan lebih banyak penelitian sebelum kami dapat mengklaim [graphene] sepenuhnya aman. Antara lain, kami tahu bahwa graphene tidak mudah terdegradasi. "
“Kami ingin mencegah bakteri membuat infeksi. Jika tidak, Anda mungkin memerlukan antibiotik, yang dapat mengganggu keseimbangan bakteri normal dan juga meningkatkan risiko resistensi antimikroba oleh patogen. ”
Penulis studi pertama Santosh Pandit, Departemen Biologi dan Teknik Biologi, Universitas Teknologi Chalmers
