Van de vleugels van een libelle naar medische implantaten
Terwijl wij het als mensen maar moeilijk hebben met bacteriën, zijn er dieren en planten die uitzonderlijk goed zijn in het afweren van onzichtbare ziektemakers. Onderzoekers hopen dit nu na te kunnen bootsen op het oppervlakte van implantaten.
De vleugels van libellen en cicaden, maar ook de bladeren van de lotus plant hebben het: een oppervlakte met speciale eigenschappen - soms anti-bacterieel, soms zelfreinigend - die onderzoekers maar wat graag na zouden maken.
Op de bladen van een lotusplant zitten microbolletjes die zorgen voor een extreem waterafstotend effect. Zo houden de bladen zichzelf schoon. Op de vleugels van bijvoorbeeld een libelle vind je piepkleine nanonaaldjes. Deze naaldjes prikken door de celwanden van bacteriën heen en maken ze zo dood.
Beide eigenschappen zouden het goed doen op materialen gemaakt door de mens. Denk aan zelfreinigende badkamertegels, of autolak die je nooit meer hoeft te wassen, of de deurklink van de wc die zelf de bacteriën uit de weg ruimt. Maar zo makkelijk is het niet gebleken om dit na te maken. Het lukt steeds vaker om de eigenschappen na te maken, maar dan heb je nog geen opschaalbare techniek. Daar gaat het nu vaak mis.
De laatste jaren zijn er wel weer mooie voorbeelden geweest van veelbelovende coatings. In 2018 kwam een groep wetenschappers nog met een anti-bacteriële coating met zinkoxide-naaldjes voor het op oppervlakten in ziekenhuizen, waar de verspreiding van bacteriën een grote zorg is. De coating deed wat hij moest doen: 99,9 procent van de bacteriën die erop landden gingen dood.
Prikkelende kunstheupen
Nu is een andere groep van internationale wetenschappers weer een stapje verder gegaan: zij werken aan een op libellenvleugels geïnspireerde nanocoating voor op implantaten. Ook werken ze aan een lasertechniek waarmee het makkelijk moet worden om aan de hand van 3D-computermodellen materiaal de juiste vorm te geven. Nou reageren cellen heel sterk op oppervlakte structuur en dus is het wel zaak om eerst heel zeker te weten dat het weefsel om die kunstheup met nanonaaldjes niet op de verkeerde manier geprikkeld wordt.
Lees hier meer over het onderzoek naar implantaten: Bactericidal surfaces: An emerging 21st-century ultra-precision manufacturing and materials puzzle.
Wetenschap Vandaag
Over diepzeediertjes die broeikasgassen eten, immuuncellen die zichzelf opofferen en de zoektocht naar planeten. Over de nieuwste medicijnen, zonnecellen en sensoren. Kortom: hoe werkt de wereld om ons heen en hoe kunnen we hem nog beter maken?
