10 ملايين مستخدم لفرشاة الجرافين.. ودراسة تفسر فعاليتها المذهلة

تمكّن العلماء من تحديد الجزيء الموجود في غشاء البكتيريا الذي يسمح لفرش الأسنان المصنوعة من أكسيد الجرافين بتمزيق الميكروبات الضارة، مع الحفاظ على الخلايا البشرية المجاورة دون ضرر.

ويحوّل هذا الاكتشاف فرشاة أسنان شائعة مضادة للبكتيريا إلى دليل على إمكانية تطوير فئة أوسع من الأقمشة والضمادات القادرة على مكافحة العدوى دون الاعتماد على المضادات الحيوية.

الهدف الخفي

أظهرت الدراسات أن أكسيد الجرافين، سواء في صورة أغشية أو مساحيق أو ألياف، يمتلك قدرة انتقائية على الالتصاق بأغشية البكتيريا.

وأوضح البروفيسور سانغ أوك كيم، من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا، أن مجموعات الأكسجين في المادة ترتبط بجزيء يُعرف باسم POPG، وهو نوع من الدهون يوجد في أغشية البكتيريا، لكنه غير موجود في الخلايا البشرية.

وهذا الاختلاف يفسر قدرة المادة على استهداف الميكروبات دون الإضرار بالأنسجة البشرية.

دور الأكسجين في الفعالية

أظهرت التجارب أن زيادة نسبة الأكسجين في أكسيد الجرافين تعزز ارتباطه بالبكتيريا، حيث وصلت نسبة تثبيط نموها إلى ما بين 96 و99%.

في المقابل، أدى تقليل الأكسجين أو إضافة النيتروجين إلى إضعاف التأثير، ما يؤكد أن التركيب الكيميائي للسطح هو العامل الحاسم في الفعالية.

أظهرت صور مجهرية عالية الدقة أن البكتيريا تفقد شكلها تدريجيًا بعد التعرض لأكسيد الجرافين، حيث يبدأ غشاؤها في التدهور.

كما كشفت الفحوصات أن محتويات الخلية تتسرب إلى الخارج، ما يؤدي إلى انهيارها بالكامل، إذ تفقد قدرتها على التحكم في الماء والأملاح والعناصر الغذائية.

فعالية ضد البكتيريا المقاومة

أثبتت الدراسة أن أكسيد الجرافين قادر على مواجهة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، والتي تسببت في نحو 1.27 مليون وفاة عالميًا عام 2019.

ويرجع ذلك إلى استهدافه لبنية أساسية في البكتيريا، وهي الغشاء الخلوي، بدلًا من الآليات التي تعتمد عليها المضادات الحيوية التقليدية.

في تجارب على جروح مصابة لدى الحيوانات، ساهم أكسيد الجرافين في تقليل نمو البكتيريا وتسريع التئام الجلد، مع انخفاض مستويات الالتهاب.

وأظهرت تجارب على الخنازير، التي تشبه بشرتها الجلد البشري، نتائج واعدة، ما يعزز إمكانية تطبيق هذه التقنية في الطب.

أقمشة طبية قابلة لإعادة الاستخدام

تمكن الباحثون من تحويل أكسيد الجرافين إلى ألياف نانوية يمكن استخدامها في تصنيع أقمشة طبية.

وحافظت هذه الألياف على فعاليتها المضادة للبكتيريا حتى بعد الغسيل، ما يشير إلى إمكانية استخدامها في الكمامات والملابس الطبية.

رغم النتائج الإيجابية، لم تُجرَ بعد تجارب سريرية على البشر، كما أن فعالية وسلامة المادة قد تختلف حسب الجرعة وطريقة الاستخدام.

10 ملايين فرشاة جرافين

قبل هذا التفسير العلمي، كانت فرش أسنان تحتوي على الجرافين قد بيعت منها أكثر من 10 ملايين وحدة حول العالم، ما يعكس انتشارها الواسع.

لكن هذا الانتشار يفرض ضرورة الاعتماد على الأدلة العلمية، وليس فقط على التسويق.

قد تُستخدم هذه التقنية مستقبلًا في الضمادات الطبية والأقمشة الجراحية وأجهزة الاستشعار القابلة للارتداء، ومع ذلك، لا يُتوقع أن تحل محل المضادات الحيوية بالكامل، بل قد تكون مكملًا مهمًا لها.