Bakteriya və virusları öldürən səth növləri onlardan qorunmağa kömək edə bilərmi?
İldə on milyon ölüm ağlasığmaz rəqəmdir, lakin Gerald Larrouy-Maumus onun haqqında tez-tez danışır. Bu, dünyanın qarşılaşdığı potensial təhlükədir, çünki patogen mikroblar antibiotiklərə qarşı getdikcə daha yaxşı tab gətirə bilir.
Hazırda dərman preparatlarına davam gətirən xəstəliklərdən hər il 700.000 nəfər ölür. Son onillikdə zərərli bakteriyalara qarşı istifadə edə biləcəyimiz dərmanların sayı azalıb. Eyni zamanda, digər patogen orqanizmlər də - göbələklər, viruslar və parazitlər – insanın onlarla mübarizə aparmaq üçün yaratdığı dərmanlara alışaraq onlara qarşı müqaviməti inkişaf etdirir. Bu, o deməkdir ki, onların səbəb olduğu xəstəliklərin müalicəsi getdikcə daha çox çətinləşir. Britaniyanın London Imperial Kollecində yoluxucu xəstəliklərin tədqiqatçısı Larrouy-Maumus xəbərdarlıq edir ki, "əgər biz bir tədbir görməsək, o zaman hər il 10 milyon adam öləcək.” O, mikrob müqavimətinə qarşı çarə axtaranlardan biridir. Onun planı patogenlərin yayılmaq və insandan-insana keçmək üçün istifadə etdiyi səthləri həmin patogenlərə qarşı silaha çevirməkdən ibarətdir. "Gündəlik həyatımızda toxunduğumuz səthlər yoluxma vektorları ola bilər", - Larrouy-Maumus qeyd edir. Həqiqətən, Covid-19 və ya Sars-CoV-2-ə səbəb olan virus 24 saata qədər karton üzərində qala bilər, lakin plastik və polad səthin üstündə üç günə qədər aktiv qala bilər. Bəzi bakteriyalar, o cümlədən bağırsaq çöpü və MRSA bir neçə ay ərzində əşyaların üzərində aktiv qala bilər, infeksiyalı maya isə həftələrlə qala bilər. Bu, tez-tez toxunulan səthlərin daim dezinfeksiya olunması və təmizlənməsinin vacibliyini göstərir. Qapı dəstəyi, lift düyməsi və kran kimi tez-tez toxunulan əşyalarda antimikrob metallar və ya səthlərdən istifadə edilməsi infeksiya ötürülməsi riskini azalda bilər. Bəzi alimlər ümid edirlər ki, istifadə etdiyimiz səthlərin strukturunu dəyişərək və ya onların üzərinə bakteriya və virusları daha sürətlə öldürən maddələr çəkməklə, infeksiyanı bədənimizə düşməzdən əvvəl məhv etmək mümkün olacaq. Larrouy-Maumus ümidini mis ərintilərinə bağlayır. İki saata bakteriyaların 99,9%-dən çoxunu öldürə bilən mis ərintilərinin ionları həm antivirus, həm də antibakterial xüsusiyyətlərə malikdir. Mis gümüşdən daha təsirlidir, çünki gümüşə antimikrob xüsusiyyətlərini aktivləşdirmək üçün nəm tələb olunur. "Misdən insanlar üç min il ərzində istifadə ediblər, - Larrouy-Maumus deyir. - Qədim yunanlar yemək və tibbi məqsədlər üçün mis qablardan istifadə ediblər”. Lakin bu gün mis tibb müəssisələrində geniş tətbiq olunmur. Misi korroziya yaranmadan təmizləmək çətindir, həm də bahadır, odur ki, bir çox insan ona həvəs göstərmir. Odur ki, misin yerini əvvəlcə paslanmayan polad tutub, indi isə plastik materiallara daha çox üstünlük verilir, Larrouy-Maumus qeyd edir. Bütün səthləri mis ilə örtmək mümkün olmasa da, Larrouy-Maumus hesab edir ki, lift düyməsi və qapı dəstəyi kimi tez-tez toxunulan yerlər mis ərintisi materialıyla örtülsə, bu, çirklənmənin və mikrobların yayılmasının azaldılmasına kömək edə bilər. Mis səthlərin sahəsi lazer emalı vasitəsilə artırıla bilər, bu isə, öz növbəsində, məhv edilən bakteriyaların sayını artırmalıdır. ABŞ-ın İndiana ştatındakı Perdue Universitetindən olan tədqiqatçılar bu metodu inkişaf etdirərək aşkar ediblər ki, bu cür material bir neçə saat ərzində antibiotiklərə davamlı bakteriyaların yüksək konsentrasiyalı ştamlarını öldürə bilir. Bü cür üsuldan təkcə qapı dəstəyi və lift düyməsi üçün yox, həm də infeksiya riskini azaltmaq üçün tibbi implant və protezlərdə də istifadə oluna bilər. Səthlərin strukturunun dəyişdirilməsi yoluxucu xəstəliklərin qarşısını almaq üçün əlavə imkanlar aça bilər. Avstraliyanın RMİT Universitetindən molekulyar biokimyaçı alimi Yelena İvanova xatırladır ki, sikada həşəratlarının qanadlarının quruluşu özünütəmizləmə effektinin yaranmasına səbəb olur. Onların superhidrofob qanadları heç zaman nəmlənmir, suyu itələyir, nəticədə, su damçıları sıçrayaraq çirki yuyub aparır. Daha önəmlisi isə odur ki, qanadların üzünü narıncı iynəciklər örtür. Həmin iynəcikılər bakteriyaların hüceyrələrinə səthin üstünə qonub inkişaf etmək imkanı vermir, İvanova qeyd edir. Təxminən on ildir ki, o, bu cür strukturu olan səthlər yaratmağa çalışır. Alim təbiətdən ilham alaraq, asanlıqla çirklənə bilən əşyaların üzərində bakterial koloniyaların yaranmasına imkan verməyən xüsusi strukturlu səthlər yaratmağa çalışır. Antibiotiklərə tab gətirən bakteriyalarla mübarizə xəstəxanalarda əsas problemə çevrilməkdədir, bu məsələyə diqqət yetirilməsə, bir çox insanın ölümünə səbəb ola bilər Tələb olunan materialın quruluşu və strukturu hədəfə alınan mikrobun xüsusiyyətlərindən asılı olacaq. İvanova deyir ki, misal üçün, mürəkkəb ziqzaq naxışlı nümunələr su və kondisioner filtrlərində xüsusilə təsirli ola bilər. Belə ki, qrafen təbəqələri inanılmaz dərəcədə nazik və iti ola bilir. Həmin qrafen təbəqəsi "bakterial membranı doğrayaraq öldürə bilər" (insan dərisinə zərər vurmaq üçün isə o, çox kiçikdir). Titan və titan ərintilərinin xüsusiyyətləri isə ona daha cəlbedici görünür. Titanı hidrotermal aşınma yoluyla emal etmək mümkündür. Yüksək temperatur və təzyiq nəticəsində metal əridilir və bakteriyaların müxtəlif növlərini məhv edə bilən kəsici iti ucları olan nazik təbəqə hazırlanır. Digər tərəfdən, titan dioksidi ultrabənövşəyi şüalanmanın təsirindən mikrobların aktivliyini dayandıran peroksidlər kimi oksigenin reaktiv formalarını əmələ gətirir. Titanın bu xüsusiyyətindən məsələn, bakteriyaların miqdarını azaltmaq üçün diş breketlərini örtmək üçün istifadə edillib. Bu cür örtüyü olan səthin dörd saat ərzində kommersiya lampaları ilə işıqlandırılması nəticəsində bakteriyaların sayı 1000 dəfə azala bilər. "Bu səthlərin effektiv olması üçün kimyəvi maddə və ya antibiotiklərdən istifadə tələb olunmur", - İvanova deyir. Lakin virusların qarşısını ala biləcək səthlərin yaradılması olduqca yüksək dəqiqlik tələb edəcək, çünki onların strukturunun ölçüləri bakteriyalardan daha kiçikdir. İspaniyanın Rovira i Virgili Universitetindən biofizik Vladimir Baulin hesab edir ki, bu oxşar üsuldan koronavirus da daxil olmaqla, viruslarla qarşı da istifadə etmək olar. Strategiyalardan biri, süni yolla səth üzərində mikro-sütunlu strukturlar - nano-sütünlar yaratmaqdan ibarətdir. Bu cür sütunlu strukturdan virus hissəciklərinin tutulub toplanması üçün istifadə oluna bilər. Həmin toplanmış virus hissəciklərindən alimlər test və vaksin işləyib hazırlamaq üçün istifadə edə bilərlər. Digər bir strategiya isə səth üzərində elə bir nano ölçülü kəsici struktur formalaşdırmaqdır ki, o, fiziki olaraq virusun membranını parçalaya bilsin. Bu cür səth nümunələrindən məsələn, üz maskaları filtrlərində istifadə oluna bilər. Təbiət bizi səthləri xəstəliklərin yayılmasına daha davamlı edə biləcək digər üsullara da nəzər salmağa dəvət edir. Argentinada Mar Del Plata Milli Universitetinin mühəndis-kimyaçı Alejandra Ponce deyir ki, “antibakterial və antivirus maddələr kimi efir yağlarının effektivliyinə dair bir çox sübut var”. “Çay ağacı yağını götürək, bu yağdan bir sıra kosmetik məhsulların hazırlanmasında istifadə olunur”, - Ponce qeyd edir ki, eksperimental tədqiqatlarda "çay ağacı yağının aerozolu güclü antivirus təsirə malikdir və 5-15 dəqiqə ərzində model virusları 95%-dən artıq effektivliklə deaktivasiya edə bilir". Məxmərağacının qızılı stafilokokka qarşı yüksək antibakterial təsirə malik olduğu göstərilib. Mayaotu ekstraktları isə bakteriyaların müəyyən növlərinin böyüməsinə mane ola biləcək plastikə bənzər örtüklərin hazırlanması üçün istifadə edilir. Lakin səthi örtüklərin tətbiqi üçün antimikrob bitki ekstraktlarının potensial tətbiqi üzrə tədqiqatlar hələ də xeyli dərəcədə eksperimental mərhələdədir. Nəzəri olaraq, bitki xammalının bu növləri mikrobların qarşısını alan örtüklərə çevrilə bilər, lakin bunun üçün hədəflənəcək mikroorqanizmlərin növləri və zəruri tərkibi barədə daha çox məlumat toplanmalıdır. Sikada həşəratının qanadlarının səthindəki kiçik tikanlar bakteriyaların qonmasının və bakteriya koloniyalarının yaranmasının qarşısını ala bilir. Bütövlükdə götürəndə, mikrob əleyhinə səthlərin potensial tətbiq sahələri müxtəlifdir. "Bunun universal mexanizm olduğunu vurğulamaq vacibdir və məhz buna görə də bu mexanizm belə genişmiqyaslıdır, - Baulin deyir. - Onu bir çox səthlərə tətbiq etmək olar.” Lakin İsveçdə mənzillənən antibiotiklərə müqavimət problemi sahəsində fəaliyyət göstərən ReAct – Action şəbəkəsinin əməkdaşı Mengying Ren xəbərdarlıq edir ki, belə bir yanaşmaya həddindən artıq bel bağlamağa dəyməz. O, qeyd edir ki, "texnologiyanın nə qədər yaxşı olmasından asılı olmayaraq, biz hələ də tibbi müəssisələrdə həkim heyəti, təmizləyici vasitələr, gigiyena və IPC [infeksiyanın qarşısının alınması və nəzarət], eləcə də peyvənd və bu kimi digər əsas məsələləri nəzərdən qaçırmamalıyıq”. “Problemin asan həlli yoxdur”, - o deyir. Su qıtlığından əziyyət çəkən aşağı gəlirli ölkələrdə mikrob əleyhinə səthlərin tez-tez təmizlənməyi tələb edən bu növlərini tətbiq etmək xüsusilə çətin ola bilər. Məsələn, nano-tikanlı səthləri ölü mikroorqanizmlərdən və digər zibildən müntəzəm təmizləməyə ehtiyac ola bilər. Lakin Yelena İvanova deyir ki, titan və titan birləşmələri olan səthlərdə "patogen hüceyrələr qalmır" – faktiki olaraq, onlar öz-özünə təmizlənir. Mis səth isə oksidləşməni məhdudlaşdırmaq üçün cilalanmalıdır ki, bu da həmin səthin reaktiv gücünü azaldacaq. Ren və onun həmkarlarını eləcə də "gümüş, mis və digər səth örtüklərə mikroblarda tədricən müqavimətin yarana biləcəyi” perspektivi də narahat edir. Lakin Larrouy-Maumus arxayındır ki, əgər bakteriyalar son 3000 il ərzində misə müqavimət əldə etməyiblərsə, buna gələcəkdə də çətin ki, nail ola bilsinlər. Məxmərağacı antimikrob xüsusiyyətlərinə görə yaxşı tanınır və artıq bəzi yerlərdə döşəmə üçün istifadə olunur. Hər halda, bu texnologiyaların kommersiya miqyası alması və genişlənməsinə müəyyən vaxt tələb olunacaq, amma bəzi nümunələr artıq mövcuddur. Misal üçün, köpəkbalığının dərisini yamsılayan Sharklet adlanan süni plastik təbəqədə rombvari naxışlardan istifadə olunub. Bu materialdan artıq kateter kimi tibbi cihazlarda istifadə olunur. MicroShield 360 adlı səth örtüklərindən isə təyyarələrin içərisində oturacaqları bakteriyalardan azad saxlamaq üçün istifadə olunur. 3D printerləri nadir hallarda nanometr səviyyəsində işləsə də, bəzi modellər bu mərhələyə artıq çatıb – odur ki, günlərin bir günü hətta evdə otura-otura antimikrob örtüklər hazırlamaq mümkün olacaq. Bu cür səthlər yoluxucu xəstəliklərə və gələcək pandemiyalara qarşı mübarizədə əhəmiyyətli bir vasitə ola bilər. Covid-19 virusu ilə dünyada gedən mübarizəni nəzərə alaraq hazırda bu vəzifə daha da aktual görünür. Xəstəxanada xəstələrin daha bir infeksiyaya tutulması riski kifayət qədər yüksəkdir – tədqiqatlardan birinin göstərdiyinə görə, Çində xəstəxanada Covid-19-dan vəfat edən xəstələrin 50 faizi digər patogenə də yoluxub. Koronavirus xəstələrinə adətən antibiotiklər də təyin edilir - baxmayaraq k, virusun özünə onlar heç bir təsir göstərmir. Bu isə, xəstələrdə antibiotiklərə qarşı tab gətirə bilən bakterial infeksiyaların inkişaf edə biləcəyinə dair narahatlıqları gücləndirir. "Biz infeksiyaların əhatəsindəyik, odur ki, indiki mübarizəmiz qeyri-adi bir şey deyil, - Larrouy-Maumus deyir. - Ən vacibi isə növbəti virusa hazır olmaqdır. Bunun nə zaman baş verəcəyini isə bilmirik”.