أكسيد الجرافين سلاح نانوي يقتل البكتيريا ويحمي الخلايا البشرية

أكد باحثون من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) أن أكسيد الجرافين يمتلك قدرة فريدة على القضاء على البكتيريا بفعالية عالية دون الإضرار بخلايا الإنسان، حيث تعمل هذه المادة النانوية من خلال تمزيق أغشية الخلايا البكتيرية، مما يفتح آفاقا لتطوير جيل جديد من المضادات الحيوية وضمادات الجروح والأجهزة الطبية الآمنة.

وأكسيد الجرافين هو مادة نانوية تتكون من طبقة رقيقة جدا من الكربون على المستوى الذري، مرتبطة بذرات الأكسجين، وتتميز هذه المادة بخصائص فريدة تجعلها قادرة على التفاعل بشكل انتقائي مع أنواع محددة من الخلايا.

وأظهرت الدراسة أن أكسيد الجرافين يستهدف أغشية الخلايا البكتيرية فقط، حيث يلتصق بها ويدمرها، بينما يترك خلايا الإنسان سليمة، حيث أرجعت ذلك إلى وجود مجموعات وظيفية تحتوي على الأكسجين على سطح المادة، ترتبط بمكوّن يُعرف باسم (POPG)، وهو موجود حصريا في أغشية الخلايا البكتيرية، ولا يوجد في خلايا الإنسان.

تم اختبار هذه التقنية عمليا، حيث أظهرت الألياف المصنعة باستخدام أكسيد الجرافين قدرة على الحفاظ على خصائصها المضادة للبكتيريا حتى بعد الغسيل المتكرر، وتم تطوير منتجات تجارية تعتمد على هذه التقنية، من بينها فرشاة أسنان مضادة للبكتيريا، تم بيع أكثر من 10 ملايين وحدة منها، ما يعكس نجاح التطبيق العملي للاكتشاف.

ويمكن استخدامه في الطلاءات المضادة للميكروبات، وتغطية أسطح الأجهزة الطبية، وتطوير كمامات قادرة على قتل الميكروبات بفعالية، حيث يعد هذا الاكتشاف حلا واعدا للتغلب على مقاومة المضادات الحيوية، حيث يوفر آلية تعقيم فيزيائية بدلاً من الكيميائية التي تكتسب البكتيريا مقاومة ضده .

ومن المتوقع أن يتم توسيع استخدام هذه المادة في الملابس الرياضية المتطورة خلال الفعاليات الدولية، بما في ذلك دورة الألعاب الآسيوية 2026، إضافة إلى إمكانية استخدامها في الأجهزة القابلة للارتداء والأنظمة الطبية النسيجية.

وأكد الباحثون أن هذا الاكتشاف لا يقتصر على تطوير ملابس آمنة خالية من المواد الكيميائية الضارة، بل يفتح الباب أمام تطبيقات طبية وتقنية واسعة، خاصة في مجال المنسوجات الذكية والأجهزة الصحية القابلة للارتداء.