قام الباحثون في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد بتطوير طلاء نانوي مصنوع من مواد الإطار المعدني العضوي (MOFs). السطح مغطى بـ "مسامير نانوية" كثيفة وحادة يمكن أن تخترق الغشاء الخارجي للبكتيريا وتقتلها. لا تعتمد هذه الآلية على إطلاق عوامل مضادة للبكتيريا أو أيونات المعادن الثقيلة، ومن المتوقع أن تقلل من خطر تطور البكتيريا المقاومة للأدوية مع تثبيط الاستعمار البكتيري.
قام الفريق بزراعة طبقتين من بلورات الهياكل المعدنية العضوية على الركيزة، ومن خلال التحكم الدقيق في نمو البلورات، تم تشكيل مصفوفة نانوية ذات مسافات وكثافة محددة بين الطبقتين. عندما تهبط بكتيريا واحدة على مثل هذا السطح، سيتم ثقب غشاء الخلية الخارجي في نقاط متعددة، وبالتالي تفقد تأثيرها الوقائي ويتم قتلها. إذا كانت المسافة بين المسامير كبيرة جدًا، فقد "تتسرب" البكتيريا وتلتصق بالسطح الأملس بالأسفل. إذا كانت المسافة صغيرة جدًا، فسيتم تشتيت الضغط وسيضعف تأثير القتل.
ويأمل الباحثون أن يتم استخدام هذا الطلاء المضاد للبكتيريا من MOF على أسطح الغرسات الطبية والقسطرة والأجهزة الطبية الأخرى في المستقبل لمنع ارتباط البكتيريا الضارة وتكوين الأغشية الحيوية. وذكر التقرير أيضًا أن أسطح "التعقيم الميكانيكي" المماثلة يمكن أيضًا توسيعها لتشمل سيناريوهات غير طبية مثل هياكل السفن والجدران الداخلية لخطوط الأنابيب لمنع الحشف الحيوي.
في السابق، تم استخدام مواد الأطر العضوية المعدنية للتعقيم، حيث كان يعتمد بشكل أساسي على الأدوية المضادة للبكتيريا بطيئة الإطلاق أو الأيونات المعدنية، ولكن هذه المرة يكمن الابتكار في آلية تعقيم فيزيائية بحتة للثقب. كما استعرض التقرير بشكل موجز التقدم المحرز في الأسطح الإلكترونية المسننة المستوحاة من أجنحة الزيز وأجنحة اليعسوب، بالإضافة إلى مواد أخرى مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المطلي بالنحاس الذي يحقق التعقيم عن طريق إتلاف الغشاء الخارجي للبكتيريا.