Onderzoekers hebben een op zwarte fosfor gebaseerde nanotechnologie ontwikkeld die meer dan 99% van de resistente bacteriën doodt. Dit innovatieve materiaal wordt afgebroken bij contact met zuurstof en produceert reactieve zuurstofsoorten die bacteriën doden. Het materiaal kan worden gebruikt in wondverbanden, implantaten en medische hulpmiddelen om bacteriële infecties te behandelen en te voorkomen.

Co-hoofdonderzoeker professor Sumeet Walia van de RMIT Universiteit zei dat het onderzoek aantoonde hoe hun innovatie een snel antibacterieel effect opleverde en vervolgens zichzelf uiteenviel zodra de dreiging van infectie was weggenomen.

"Het mooie van onze innovatie is dat het geen eenvoudige coating is; het kan feitelijk worden geïntegreerd in de gebruikelijke materialen, kunststoffen en gels van het apparaat, waardoor het antimicrobieel wordt", zegt Walia van RMIT's School of Engineering.

Uit een onderzoek onder leiding van de RMIT University blijkt dat zwarte fosfor micro-organismen effectief kan doden wanneer het wordt aangebracht als een laag op nanoschaal op oppervlakken die worden gebruikt om wondverbanden en implantaten te maken, zoals katoen en titanium, of wanneer het wordt verwerkt in kunststoffen die in medische hulpmiddelen worden gebruikt.

Zwarte fosfor is de meest stabiele vorm van fosfor – een mineraal dat van nature in veel voedingsmiddelen voorkomt – in een ultradunne vorm die gemakkelijk afbreekt in de aanwezigheid van zuurstof, waardoor het ideaal is voor het doden van micro-organismen.

"Wanneer een nanomateriaal kapot gaat, reageert het oppervlak met de atmosfeer, waardoor zogenaamde reactieve zuurstofsoorten ontstaan", zei Walia. "Deze soorten helpen uiteindelijk bacteriële cellen uiteen te scheuren, en onze antibacteriële nanotechnologie elimineerde snel meer dan 99 procent van de bacteriële cellen, wat de huidige gangbare therapieën voor de behandeling van infecties aanzienlijk overtreft."

Nieuw onderzoek testte de effectiviteit van zwarte fosforvlokken op nanoschaal tegen vijf veel voorkomende bacteriestammen, waaronder E. coli en medicijnresistente Staphylococcus aureus.

De mondiale oorlog tegen superbacteriën

Co-hoofdonderzoeker dr. Aaron Elbourne van de RMIT Universiteit zei dat gezondheidswerkers over de hele wereld dringend nieuwe behandelingen nodig hebben om antibioticaresistentie te overwinnen.

"Superbugs - ziekteverwekkers die resistent zijn tegen antibiotica - vormen een enorme last voor de gezondheid, en naarmate de resistentie toeneemt, wordt ons vermogen om deze infecties te behandelen steeds uitdagender", zegt Elben, een senior research fellow aan de RMIT University's School of Science. "Als we van onze uitvinding een commerciële realiteit kunnen maken in de kliniek, zullen deze superbacteriën over de hele wereld geen idee hebben wat hen overkomt."

Hoofdonderzoeker dr. Zlatko Kopecki van de Universiteit van Zuid-Australië en zijn team voerden preklinische onderzoeken uit die aantoonden dat dagelijks plaatselijk gebruik van zwarte fosfor-nanosheets infecties aanzienlijk kan verminderen.

"Deze behandeling was net zo effectief als het antibioticum ciprofloxacine bij het uitroeien van wondinfecties en versnelde de wondgenezing, met 80% wondsluiting binnen zeven dagen, wat bemoedigend is," zei Dr. Kopecki.

Dr. Kopech, die ook onderzoeker is van pediatrische wondinfecties bij de Channel 7 Children's Research Foundation, zei dat behandelingen met antibiotica steeds zeldzamer worden. "We moeten dringend nieuwe niet-antibiotische alternatieven ontwikkelen om wondinfecties te behandelen en onder controle te houden. Zwarte fosfor lijkt zijn doel te bereiken en we kijken ernaar uit om dit onderzoek te zien vertalen in klinische behandelingen voor chronische wonden", zei hij.

Het team hoopt samen te werken met potentiële industriële partners om de technologie te ontwikkelen en te prototypen.