רישיון להרוג בקטריות

ד"ר אילנה פרלשטיין, חוקרת במעבדתו של פרופ' אהרון גדנקן בבר-אילן, פיתחה ציפויים עמידים שמחסלים וירוסים ובקטריות. באמצעות שימוש בטכניקת גלי אולטרסאונד שאינה יקרה ולא רעילה, צוות המעבדה הצליח לפתח ננו-חלקיקים אנטי בקטריאליים הנצמדים היטב לבדים, ציוד חדר ניתוח וציוד רפואי.

בתי חולים בטוחים יותר לחולה

ידוע כי בתי חולים הם קרקע פוריה להתפתחות בקטריות וזיהומים, המתפשטים במהירות באמצעות המצעים, בגדי החולים והצוות, והמכשור הרפואי. טכניקה מהפכנית חדשה שפותחה ע"י ד"ר אילנה פרלשטיין וקבוצת המחקר במעבדתו של פרופ' גדנקן, משמידה את "חיידקי העל" הללו. המשמעות – הפחתה דרמטית בהתפשטות זיהומים ויראליים ובקטריאליים בעולם.

לפרלשטיין תואר ראשון בכימיה תרופתית ותואר שני בכימיה פיזיקלית מבר-אילן, בהנחייתו של פרופ' גדנקן. במהלך לימודי הדוקטורט, גם הם תחת הנחייתו של פרופ' גדנקן, פרלשטיין פיתחה סוג חדש של ציפוי המכיל חלקיקים אנטיבקטיריאליים, אותו ניתן להטמיע בסוגים שונים של משטחים וחומרים.

"טכניקת הציפוי הזו היא פתרון בטוח ויעיל ליצירת בדים עמידים לזיהומים המשמשים בעיקר לצרכים רפואיים. הציפוי מתאים גם למסכות המכילות חומרים פעילים הדוחים וירוסים," מסבירה פרלשטיין. לציפוי החדשני גם פוטנציאל לתרום במניעת היווצרות ביופילם.

הטכנולוגיה כבר יושמה לשימוש בשתי חברות סטארטאפ –האחת NanoSono – בתחום בדים אנטיבקטריאליים חד פעמיים, , פדי גזה, קטטרים ועדשות מגע. החברה השניה היא NanoTextile, המייצרת בדים לשימוש רב פעמי למיטות בתי חולים, חלוקי חולים, מדי חדר ניתוח ומדי צוות.

"היתרון העיקרי של טכניקה זו לעומת פתרונות אנטי בקטריאליים אחרים הקיימים בשוק הוא המחיר הנמוך שלה, ויתרה מזאת – עמידותה הגבוהה," מסבירה פרלשטיין. כחלק מתהליך בקרת האיכות ובדיקת הפיתוח, מטרים של בדים מצופים כובסו 65 פעמים במכונות הכביסה של בתי חולים בטמפרטורה של 75 מעלות צלזיוס (הסטנדרט הנדרש על פי ISO לכביסת בדים רפואיים). תוצאות הבדיקה של האיכויות האנטיבקטריאליות של הבדים הראו שאף בקטריה לא שרדה. באמצעות השימוש בטכניקה פורצת דרך זו, הננו-חלקיקים מוטמעים בעומק הבד, כדי להבטיח שהתכונות האנטיבקטריאליות יישמרו גם לאחר כביסות מרובות.

"טכנולוגית הציפוי שפיתחנו מבוססת על סונו-כימיה," אומרת פרלשטיין. "גלים אולטרה סוניים המועברים בתמיסה המכילה כימיקלים ריאקטיביים בתדר של 20kHz. כך נוצרות בועות שמתנפצות, ויוצרות תגובה כימית המובילה ליצירת ננו חלקיקים. התנפצות הבועות גורמת גם לתופעת לוואי של זרמי מיקרו הדוחפים את הננו חלקיקים המסונתזים אל פני השטח, וכך נוצר הציפוי," מסבירה פרלשטיין.

קטנים אך חזקים

ההרכב והתכונות של החלקיקים ניתנים לעיצוב על פי המטרה הייעודית של אובייקט הציפוי. "במהלך המחקר שערכנו על יישומים אנטיבקטריאליים השתמשנו בתמיסות של תחמוצת אבץ, תחמוצת נחושת או תמהיל של אבץ מאולח בננו חלקיקים של תחמוצת נחושת," מסבירה פרלשטיין. "התכונות האנטי בקטריאליות הן תוצאה של היווצרות רדיקלים ריאקטיביים הנוצרים מתוך התחמוצות המטאליות הללו, המחסלות את הבקטריות," אומרת פרלשטיין.

היא מציינת שטכניקת הציפוי הסונו כימית הזו מתאימה למגוון רחב של יישומים. לדוגמא: ציפוי דוחה רטיבות המורכב מננו חלקיקים של פלואורופולימרים למדי חדר ניתוח. ציפויים אלה יכולים לשמש גם לאיטום חיצוני של גגות ולמניעת חדירת רטיבות, או לייצור משטחים דוחי רטיבות כגון חלונות בעלי תכונה של ניקיון עצמי.

דוגמא נוספת לשימוש הטכנולוגי היא בתחום עדשות מגע. "אנחנו עובדים על מחקר ביחד עם פרופ' אירית בכר, רופאת עיניים מהמרכז הרפואי רבין. הצלחנו לצפות עדשות מגע עם הציפוי האנטיבקטריאלי, מבלי לפגום באיכות העדשות, וכעת אנחנו ממתינים למימון לצורך בדיקת הפיתוח על בעלי חיים.

הצוות החל לאחרונה להשתמש בטכניקה הסונו-כימית שלהם לפיתוח ציפויים לעטיפות של מזון כגון אריכות חיי מדף של פירות וירקות. כדי ליצור את הציפויים הללו הם השתמשו בחומרים אכילים בעלי תכונות אנטיבקטריאליות. "אנחנו מחדירים ננו חלקיקים פעילים ובלתי רעילים לאריזות מזון. המטרה היא להאריך בעלות לא יקרה את חיי המדף של המוצרים באמצעות חיסול הבקטריות שנוצרות במזון – בעיה שכל תעשיית המזון ואריזות המזון מתמודדת עימה." אומרת פרלשטיין.

"כבר ערכנו מספר בדיקות ראשוניות על כרוביות, פטריות ושום שהוכנסו לתוך עטיפות פוליאתילן שצופו בננו חלקיקים שלנו. התוצאות הראו שלירקות בתוך אריזה מצופה היו חיי מדף ארוכים פי שתיים מאלה שהיו באריזה לא מצופה. עובש החל להתפתח רק ביום ה 48, בעוד שבאריזות לא מצופות העובש נצפה כבר ביום ה 20."

פרלשטיין נזכרת בביקור הראשון שלה במעבדתו של פרופ' גדנקן. "הוקסמתי מהמחקר פורץ הדרך שנערך כאן בבר-אילן, ובמיוחד מהמחקר היישומי במעבדה זו. אני מאד נהנית לפתח משהו חדש לגמרי. המחקר שלנו הוביל לתוצאות מהפכניות שפורסמו במגזינים מקצועיים," היא מתגאה. פרלשטיין עצמה כתבה 60 מאמרים מדעיים והגישה בקשות לרישום 3 פטנטים.