Utveckling av grafenbaserad antibakteriell yta för medicintekniska produkter – Effektiv, säker och prisvärd

Syfte och mål

Vårdrelaterade infektioner (VRI) är ett allvarligt globalt problem som årligen adderar ca €7 miljarder i direkta kostnader för europeisk sjukvård. Majoriteten av VRI kan kopplas till användningen av invasiva medicintekniska produkter som utgör en plattform för bakterier att kolonisera. Detta ger i sin tur ger upphov till infektioner och ökad risk för utveckling av antibiotikaresistens. En effektiv, säker och prisvärd antibakteriell yta som kan användas på medicintekniska produkter kan göra stor skillnad har därför ett substantiellt kommersiellt värde.  

I tidigare projekt stöttat av SIO Grafen har vi demonstrerat att en yta med upprättstående grafenflingor förhindrar bakteriekolonisation mycket effektivt. Den antibakteriella effekten beror på grefenets hydrofobicitet och unika 2D-struktur, vilket gör att de kan punktera bakterier som försöker kolonisera ytan. Den mekaniska bakteriedödande mekanismen gör denna yta extra lämplig för användning på medicintekniska produkter eftersom den har potential att fungera mot de flesta bakterietyper – inklusive antibiotikaresistenta stammar – och då den bara påverkar bakterier som försöker kolonisera ytan så induceras heller ingen ny resistensutveckling. 

Målet för detta projekt är utveckla processen för denna antibakteriella yta så att den blir användbar för användning på medicintekniska produkter och därigenom minska risken för att de orsakar infektion. Planen är att:

  • Utnyttja en nerskalad produktionsutrustning för att screena fler polymermaterial och grafenkvalitéer
  • Undersöka och utveckla förbättrade produktionsmetoder
  • Utvärdera och karaktärisera de antibakteriella egenskaperna av olika ytvarianter
  • Göra en bedömning av möjligheterna och begränsningarna för att använda den grafenbaserade ytan för medicintekniska tillämpningar.  
Abstract in English

Development of graphene-based antibacterial surface for medical devices - Effective, safe and affordable

Healthcare-related infections are a serious global problem, adding approximately € 7 billion annually in direct costs to European healthcare. The majority of these infections can be linked to the use of invasive medical technology products that provide a platform for bacteria to colonize. This in turn gives rise to infections and an increased risk of developing antibiotic resistance. An effective, safe and affordable antibacterial surface that can be used on medical devices and make a big difference therefore has a substantial commercial value.

In previous projects supported by SIO Grafen, we have demonstrated that a surface with upright graphene flakes prevents bacterial colonization very effectively. The antibacterial effect depends on the hydrophobicity of the graphene and unique 2D structure, which allows them to puncture bacteria that attempt to colonize the surface. The mechanical bactericidal mechanism makes this surface particularly suitable for use on medical devices because it has the potential to work against most bacterial types - including antibiotic resistant strains - and since it only affects bacteria that attempt to colonize the surface, no new resistance development is induced.

The goal of this project is to develop the process for this antibacterial surface so that it becomes useful for use on medical devices and thereby reduce the risk of causing infection. The plan is to:

- Utilize downscaled production equipment to screen more polymer materials and graphene grades
- Investigate and develop improved production methods
- Evaluate and characterize the antibacterial properties of different surface variants
- Make an assessment of the possibilities and limitations of using the graphene-based surface for medical device applications.

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella grafentillämpningar, våren 2020

Projektpartners: Wellspect HealthCare, 2D fab, Chalmers

Projektledare: Martin Lovmar

Projektform: FoI-projekt

Bidrag: 2 997 000 kr

Projektets löptid: 31 maj 2020 - 31 maj 2022

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: