محققان UAB و ICN2 یک ماده جدید برای مبارزه با گسترش پاتوژن ها، عفونت ها و مقاومت ضد میکروبی تولید کرده اند. با الهام از موادی که صدف ها برای چسبیدن به سنگ ها ترشح می کنند، می توان از آن به عنوان پوششی برای محافظت از پارچه های بهداشتی استفاده کرد و جایگزین موثری برای مواد معمولی مانند کاغذ، پنبه، ماسک های جراحی است.

استفاده بیش از حد از آنتی بیوتیک ها منجر به ایجاد مقاومت ضد میکروبی (AMR) شده است که یک تهدید جدی برای سلامت عمومی در سراسر جهان است. AMR زمانی رخ می دهد که باکتری ها در طول زمان تغییر می کنند و دیگر به داروها پاسخ نمی دهند. آنتی بیوتیک ها و سایر داروهای ضد میکروبی مرتبط، درمان عفونت ها را سخت تر می کنند و خطر گسترش پاتوژن، بیماری شدید و مرگ را افزایش می دهند. احتمالاً تا سال 2050 سرطان را به عنوان عامل اصلی مرگ و میر در جهان پشت سر بگذارد. در این سناریو، توسعه مواد ضد باکتریایی جدید و کارآمدتر برای کاهش انتشار پاتوژن و در نتیجه جلوگیری از عفونت ضروری شده است. کنترل جمعیت باکتریایی در محیط‌های بهداشتی مانند بیمارستان‌ها و سایر واحدهای مراقبت‌های بهداشتی برای جلوگیری از عفونت‌های به اصطلاح بیمارستانی، عمدتاً به دلیل کلونیزاسیون باکتری‌ها در سطوح زیست پزشکی، اهمیت دارد. این نوع عفونت ششمین علت مرگ و میر در کشورهای صنعتی است و در کشورهای در حال توسعه بسیار بیشتر است، به ویژه بیماران مبتلا به نقص ایمنی و مراقبت های ویژه (مثلاً سوختگی) و مبتلایان به پاتولوژی های مزمن مانند دیابت را تحت تأثیر قرار می دهد. در میان مواد مختلفی که ممکن است جمعیت باکتریایی را گسترش دهند، پارچه ها بخشی جدایی ناپذیر از مراقبت از بیمار هستند: از لباس پزشکان، جراحان و پرستاران گرفته تا پرده های پزشکی، ملحفه تخت، روکش بالش، ماسک، دستکش و بانداژ که مستقیماً در تماس هستند بنابراین پوشش های ضد باکتری برای پارچه های بکار رفته در پزشکی به یک زمینه تحقیقاتی بسیار فعال تبدیل شده است. خانواده‌ای از پوشش‌های زیست سازگار و الهام‌گرفته از محیط زیست، تولید شده توسط پلیمریزاسیون مشترک بین مشتقات کاتکول و لیگاندهای آمینه ترمینال تولید شدند. بر این اساس، آنها نشان داده اند که استفاده از این پوشش های الهام گرفته از صدف به عنوان مواد ضد میکروبی کارآمد، بر اساس توانایی آنها برای تکامل شیمیایی در طول زمان در حضور هوا و اتمسفر مرطوب، منجر به شکل گیری مداوم گونه های اکسیژن فعال (ROS) میشود. در واقع، علاوه بر تشکیل ROS، منجر به افزایش گروه‌های آمینه آزاد سطحی می‌شود که باعث ایجاد اختلال در غشای پاتوژن می‌شود. یکی از اجزای اصلی موجود در پوشش ها (مشتقات کاتکول و پلی فنل) در رشته های ترشح شده توسط صدف ها یافت می شود که مسئول چسبندگی آنها به سنگ ها در شرایط بحرانی در اب شور هستند. این واقعیت که پوشش‌هایی که ما ایجاد کرده‌ایم از این ارگانیسم الهام گرفته شده‌اند به آن‌ها اجازه می‌دهد تا عملاً به هر نوع سطحی بچسبند و علاوه بر این، در برابر شرایط مختلف محیطی مانند رطوبت یا وجود سیالات، بسیار مقاوم هستند. این ترکیبات طبیعی مواد زیست تخریب پذیر و زیست سازگار هستند که باکتری کش هستند و مقاومت ضد میکروبی دارند. این مواد دربرابر میکروارگانیسم هایی که در برابر شرایط شدید محیطی و همچنین پاتوژن هایی که به عنوان عامل اصلی بسیاری از عفونت های فعلی، به ویژه آنهایی که در مراکز بهداشتی ایجاد میشوند، در نظر گرفته می شوند، مقاومت نشان داده اند.

این پاتوژن ها شامل میکروارگانیسم شامل هر دو گرم منفی و گرم مثبت می شوند. این مواد همچنین در برابر قارچ کارایی نشان داده اند. علاوه بر این، کاربرد کارآمد آن در اتمسفرهای مرطوب نشان داده شد، مانند مواردی که در محیط‌های مراقبت‌های بهداشتی یافت می‌شوند، جایی که قطرات تنفسی و/یا سایر سیالات زیستی وجود دارند، بنابراین خطرات انتقال تماس غیرمستقیم را کاهش می‌دهند. چنین فعالیت ضد میکروبی به یک فرآیند کشتن تماس مستقیم نسبت داده شد، جایی که پاتوژن ابتدا توسط مولکول های کاتکول و سایر مشتقات پلی فنل به پوشش متصل می شود. سپس، یک اثر ضد باکتری فعال می شود.

عمدتاً بر روی تولید پایدار سطوح ایمنی زیستی ROS و برهمکنش‌های الکترواستاتیکی با گروه‌های آمینو پروتیک در سطح متمرکز شده است. این مکانیسم‌های ضد باکتریایی واکنش سریع (۱۸۰ دقیقه برای باکتری‌ها و ۲۴ ساعت برای قارچ‌ها) و راندمان (بیش از ۹۹ درصد) را در برابر پاتوژن‌ها ایجاد می‌کنند که باعث آسیب غیرقابل برگشت به میکروارگانیسم‌ها می‌شود. طبق تحقیقات، این پوشش‌های جدید با استفاده از مواد مقرون‌به‌صرفه و روش‌های مبتنی بر شیمی سبز، از سنتز ساده یک مرحله‌ای و در شرایط ملایم تولید میشوند. علاوه بر این، ماهیت پلی فنولی ترکیبات آنها و عدم وجود عوامل ضد میکروبی خارجی اضافی، سادگی پوشش های الهام گرفته از محیط زیست را افزایش می دهد و از AMR و اثرات سیتوتوکسیک آن بر سلول های میزبان و محیط، جلوگیری می کند. شایان ذکر است که پارامترهای مختلف مانند رنگ، ضخامت و چسبندگی به خوبی تنظیم شده است، بنابراین راه حلی قابل انطباق برای نیازهای مختلف کاربرد مواد نهایی ارائه می دهد. به طور کلی، پوشش‌های طراحی‌شده با الهام از محیط زیست جایگزینی کاربردی برای مواد ضد میکروبی موجود هستند.