Laserassisterad tillverkning av grafenbaserade antibakteriella ytor

Syfte och mål

Vårdrelaterade infektioner (VRI) är ett globalt problem som orsakar mycket lidande, stora kostnader för sjukvården och en ökad risk för antibiotikaresistensutveckling. Majoriteten av VRI kan kopplas till användning av invasiva medicintekniska produkter som koloniseras av bakterier, ett problem som skulle kunna minskas om produkten får en antibakteriell yta. I denna förstudie var målet att utvärdera potentialen för att använda laser till att kunna producera antibakteriella ytor baserat på grafen och det målet har uppfyllts med lovande resultat.

Resultat och förväntade effekter

Tidigare projekt har demonstrerat att en yta med upprättstående grafenflingor förhindrar bakteriekolonisation mycket effektivt. Detta beror på att grafenflingorna försvårar för bakterier att binda till ytan och de kan också punktera bakterier som försöker. Grafenytan har potential att fungera mot de flesta bakterietyper, inklusive antibiotikaresistenta stammar och utan att inducera resistensutveckling eftersom den bara förhindrar kolonisering. Kommersialisering av ytan är dock beroende av en skalbar tillverkningsprocess och en sådan har utvärderats i detta projekt.

Upplägg och genomförande

Planen var att producera prover med antibakteriella ytor av grafen i en skalbar process med hjälp av laser (WP1). För att förfina processen och säkerställa att den resulterar i ytor med potential att förhindra bakteriekolonisation så granskades ytorna först med elektronmikroskopi. Ytor med lovande strukturer utvärderades för hur effektivt de förhindrar bakterietillväxt, men också vilka övriga egenskaper de har (WP2). Då förstudieresultaten är lovande så har det också parallellt pågått förberedelser och planering för att driva projektet vidare till nästa fas (WP3).

Abstract in English

Laser-assisted manufacturing of graphene-based antibacterial surfaces

Purpose and goal
Healthcare-associated infections (HAIs) is a global problem that cause a lot of suffering, high costs for healthcare and an increased risk of the spread of antibiotic resistance. The majority of HAIs are associated with the use of invasive medical devices that are colonized by bacteria, a problem that could be reduced if the product is provided with an antibacterial surface. The goal of this pre-study was to assess the potential for using laser to produce antibacterial surfaces based on graphene and that goal was fulfilled with promising results.

Results and expected effects
Previous projects have demonstrated that a surface with upright graphene flakes very effectively prevents bacterial colonization. This is because the graphene flakes make it difficult for bacteria to attach to the surface and they can also puncture bacteria that try. The graphene surface has potential to work against most types of bacteria including antibiotic-resistant strains and without inducing resistance development as it only prevents colonization. However, commercialization depends on a scalable manufacturing process, which has been evaluated in this project.

Layout and implementation
The plan was to produce samples with antibacterial surfaces of graphene in a scalable process using laser (WP1). To refine the process and ensure that it results in surfaces with potential to prevent bacterial colonization, the surfaces were first examined with electron microscopy. Surfaces with promising structures were then evaluated for how effectively they prevent bacterial growth, but also what other properties they have (WP2). Since the pre-study results are promising it has in parallel been preparations and planning for bringing the project to the next stage (WP3).

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar av grafen – våren 2023

Projektpartners: Wellspect, Mittuniversitetet, Chalmers

Projektledare: Martin Lovmar

Projektform: Genomförbarhetsstudie

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: Juni - November 2023

Relaterade styrkeområden: