Ett vanligt problem med medicinska implantat är att bakterier fastnar på dem och bildar biofilm – en skyddande film som omger dem och gör dem mer motståndskraftiga mot exempelvis bakteriedödande läkemedel. Det kan bland annat leda till infektioner och att implantatet får plockas bort.

Det finns en mängd vattenolösliga, hydrofoba, läkemedel och molekyler, som skulle kunna användas mot bakterierna men de måste i så fall fästas på ett material.

I en ny studie visar forskare från Chalmers att grafen skulle kunna vara ett sådant material.

​− Vi har visat att vi kan binda vattenolösliga antibakteriella molekyler till grafen och att molekylerna frigörs kontinuerligt och kontrollerat från materialet. Det är en förutsättning för att metoden ska fungera. Dessutom är vår metod för att binda de aktiva molekylerna till grafen väldigt enkel och kan också enkelt anpassas till industriella processer, säger Santosh Pandit, forskare på institutionen för biologi och bioteknik vid Chalmers och förstaförfattare till studien som nyligen publicerats i Scientific Reports, i ett pressmeddelande.

− Grafen har stor potential att interagera med hydrofoba molekyler eller läkemedel och vi har utnyttjat dessa egenskaper när vi har skapat vårt material. Processen för att binda de antibakteriella molekylerna sker bland annat med hjälp av ultraljud, tillägger han.

I studien täckte forskarna grafen med så kallad usnic-syra, UA, som utvinns ur skägglav och andra lavar och som visat sig ha en bakteriedödande effekt. UA hämmar nämligen produktionen av nukleinsyror, vilka är nödvändiga för att bygga upp RNA. På så vis förhindras bakterierna från att tillverka nya proteiner.

Forskarna testade sedan det UA-täckta grafenets effekt på bakterierna Staphylococcus aureus och Staphylococcus epidermidis. Båda bildar ofta biofilm på medicinska implantat och kan även infektera vävnaderna runtomkring.

Resultaten från studien visar dels att UA kunde integreras väl i materialet och dels att molekylerna sedan frisläpptes kontinuerligt, vilket motverkade tillväxt av biofilm på ytan

− Men ännu viktigare är att våra resultat visar att vi kan binda hydrofoba läkemedel till grafen med en enkel metod. Det banar väg för ett mer effektivt antibakteriellt skydd av biomedicinska produkter i framtiden. Nu planerar vi försök där vi kommer att binda in andra hydrofoba läkemedel med ännu större potential för att behandla eller förhindra olika kliniska infektioner, säger Santosh Pandit.