스웨덴 찰머스 공과대학(Chalmers University of Technology)의 연구원들은 금속-유기 골격 물질(MOF)로 만들어진 나노코팅을 개발했습니다. 표면은 박테리아의 외막을 물리적으로 관통하여 죽일 수 있는 조밀하고 날카로운 "나노 스파이크"로 덮여 있습니다. 이 메커니즘은 항균제나 중금속 이온의 방출에 의존하지 않으며, 세균의 집락화를 억제하면서 약물 내성 세균이 발생할 위험을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
연구팀은 기판 위에 두 개의 MOF 결정 층을 성장시켰고, 결정 성장을 정밀하게 제어함으로써 두 층 사이에 특정 간격과 밀도를 갖는 나노 스파이크 배열을 형성했습니다. 단일 박테리아가 그러한 표면에 착륙하면 외부 세포막이 여러 지점에서 관통되어 보호 효과를 잃고 죽게 됩니다. 스파이크 사이의 간격이 너무 크면 박테리아가 "새어 나와" 아래쪽의 매끄러운 표면에 달라붙을 수 있습니다. 간격이 너무 작으면 응력이 분산되어 살상효과가 약해집니다.
연구원들은 이 MOF 항균 코팅이 향후 의료용 임플란트, 카테터 및 기타 의료 기기의 표면에 사용되어 유해 박테리아의 부착과 생물막 형성을 방지할 수 있기를 바라고 있습니다. 보고서는 또한 유사한 "기계적 멸균" 표면을 선박 선체 및 파이프라인 내부 벽과 같은 비의료적 시나리오로 확장하여 생물 오염을 억제할 수 있다고 언급했습니다.
이전에는 주로 서방형 항균 약물이나 금속 이온을 사용하여 멸균에 MOF 소재를 사용했지만 이번에는 순수 물리적 천자 멸균 메커니즘에 혁신이 있습니다. 보고서는 또한 매미 날개와 잠자리 날개에서 영감을 받은 바이오닉 스파이크 표면과 박테리아의 외막을 손상시켜 살균을 달성하는 구리 코팅 스테인레스 스틸과 같은 기타 소재의 진행 상황을 간략하게 검토했습니다.