Links het effect van TiO2 zonder goud, rechts mét.

Titaniumdioxide werkt ook in het donker antibacterieel wanneer je het verrijkt met nanogouddeeltjes. Een ideale coating voor medische implantaten, schrijven onderzoekers uit Shanghai in Applied Physics Letters.

Die implantaten zijn tot nu toe berucht omdat bij het inbrengen vaak bacteriën meeliften. Die kunnen vervolgens in alle rust een biofilm vormen die je niet meer wegkrijgt zonder het hele implantaat te vervangen. Er is wel geprobeerd om die biofilms te weren met zilvernanodeeltjes, maar zilver is net zo goed toxisch voor de drager van het implantaat - goud niet.

Het nieuwe Chinese idee is gebaseerd op localized surface plasmon resonance. Door zichbaar licht worden de nanogouddeeltjes geëxciteerd, waarna ze elektronen kunnen afstaan aan TiO2. De ontstane gaten vullen ze vervolgens op met elektronen uit toevallig voorbijkomende bacteriën. Die overleven deze aanslag op hun celmembraan uiteindelijk niet.

Op eigen kracht kan TiO2 ook elektronen uit celmembranen zuigen. Maar daar heeft het veel meer licht voor nodig, bij voorkeur uit het nabije uv-gebied. Rond een implantaat is het voor TiO2 zéker te donker. De publicatie suggereert dat er nog wel voldoende licht door de huid dringt om de gouddeeltjes te activeren. De benodigde energie zou zelfs nog uit de interactie van gouddeeltjes met bepaalde bacteriële eiwitten kunnen komen, maar dat deel van de publicatie is te cryptisch om te overtuigen.

In de praktijk is het realiseerbaar door de implantaten te maken van puur titanium. Via een anodiseerproces kweek je daar nanobuisjes van titaniumdioxide op, waar je met ‘magnetron sputtering’ de nanogouddeeltjes opdampt.

De onderzoekers hebben zowel S. aureus als E.coli in het donker blootgesteld aan zo’n coating. Teruggezet in een petrischaaltje groeiden ze beduidend minder hard dan wanneer ze op TiO2 zonder goud hadden gezeten,. Er wordt bij opgemerkt dat het bij S.aureus het beste werkt omdat die soort meer negatieve lading in zijn celmembraan heeft zitten.

Uitproberen in vivo wordt de volgende stap.

bron: American Institute of Physics

Onderwerpen