Viirustega võitlemisel tulevad appi mikroobe tapvad metallpinnad
Metallide antibakteriaalseid omadusi uuriv Tartu Ülikooli professor Angela Ivask tõdeb, et teaduslike uuringute järgi on teatud tingimustes võimalik metallide abil nakkusi vähendada.
Kõige olulisemaks peab professor Ivask uurida nende kasulike metallide efektiivsust reaalsetes elulistes keskkondades ning töötada välja senisest kiiremini toimivaid lahendusi. Tulevikus on Eesti teadlastel soov jõuda ka meetoditeni, mis hävitaksid pinnal ainult kahjulikud mikroobid jättes kasulikud mikroorganismid ellu.
Kui kaugele ulatub teadmine, et metallidel on üldse antibakteriaalsed omadused?Antibakteriaalsete metallide, näiteks hõbeda ja vase kasutamine, ulatub juba tuhandete aastate taha, kui hakati valmistama hõbelusikaid, peekreid, vasknõusid jne. Sellega sai vähendada mikroobide paljunemist neil pindadel, isegi kui seda tol ajal teaduslikult ei mõistetud. Inimesed olid pannud tähele, et metallnõudes püsivad vesi ja muud joogid kauem värsked, aga selle põhjust ei teatud enne, kui suudeti baktereid mikroskoobiga vaadata.
Milliseid metallide antibakteriaalseid omadusi Tartu Ülikoolis uurite?
Oma praegustes projektides oleme suunanud põhitähelepanu hõbedat sisaldavatele pisi- ehk nanoosakestele ja nende kombinatsioonidele teiste materjalidega, näiteks fotoaktiivsete materjalidega. Oleme valinud sellised kombinatsioonid mõjutamaks baktereid mitmel erineval moel: ühelt poolt valgusega ja teisalt metalliioonidega. Ideaalis võiks sinna juurde kombineerida veel ka mõne kolmanda mõju - näiteks sellise, mis aitaks bakterirakke pinnale väga lähedale "meelitada". Üldiselt ongi aga meie fookus olnud komplekssemate mõjudega lahenduste arendamisel, kui lihtsalt puhas metall.
Missugused võiksid need lahendused välja näha?
Praegu oleme tegelenud lakkidega, mida saab kanda erinevatele pindadele nagu puit või metall. Meie teine uurimissuund on antimikroobsed tekstiilid ja teised poorsed materjalid. Selles suunas planeerime siduda antimikroobseid ühendeid, muuhulgas hõbedaühendeid, poorsetele pindadele ning testida selliste pindade efektiivsust nn kõrge kasutustihedusega esemetel ja kangastel - mööblitekstiilid, madratsid ja muu.
Millised on olulisemad küsimused, mida uurite? Kuidas need võiksid ühiskonda ja inimesi aidata?
Üks keskseid küsimusi on väljatöötatud lahenduste efektiivsus reaalses elukeskkonnas. Mure on selles, et enamus antimikroobsuse tõestamise meetodeid kasutavad kindlaid standardeid ja tingimusi. Päriselus võivad need tingimused aga kõik erinevad olla. Seetõttu peaks testima antimikroobseid omadusi erinevates päriselu tingimusi täpselt jäljendavates oludes.
Teine oluline küsimus on, kas antimikroobsete pindade kasutamine aitab kaasa sellele, et oleksime tervemad. See on hoopis keerulisem küsimus ning seda tuleb uurida laiapõhjalistes uuringutes, kaasates mitmeid pimekontrolle. Selliste uuringute eesmärk oleks tuvastada antimikroobsete pindade tegelik mõju inimeste haigestumise harvenemisele.
Milliseid huvitavamaid uuringuid olete leidnud selles vallas?
Huvitavamad uuringud ongi seotud päriselu tingimustes testimisega. Kuna need uuringud on tõepoolest suhteliselt keerukad ning ajamahukad, siis selliseid väga palju ei ole. Vaieldamatult üks kõige sagedamini uuritud antimikroobseid pindu on metalsed vasepinnad. Vasepindade antimikroobset efektiivsust kinnitas Ameerika keskkonnaagentuur 2008. aastal. Seda, et vasepinnad on ühed kõige uuritumad ka teaduslikus plaanis, näitab üks hiljutine kokkuvõttev analüüs, kus seitse üheteistkümnest usaldusväärseimast antimikroobseid pinnakatteid käsitlevast artiklist rääkisid just vasepindadest. Nende hulgas oli kirjeldatud näiteks haiglakeskkonnas läbiviidud katseid, kus vaseühendid olid lisatud pindadele ja haiglavoodite vahele riputatud kardinate sisse. Haiglapalatites, kus sellised vaselahendused kasutusel olid, vähenes haigestumus nakkustesse üle 50 protsendi.
Mida ise vase kohta uurinud olete?
Oleme vasepindu uurinud koostöös Southamptoni ülikooliga. Uurisime vase ioonide vabanemist ning reaktiivsete ühendite tekkimist vasepindadel. Selgus, et antimikroobses võtmes oli kõige efektiivsem (mõjus juba minutite jooksul) vase ja nikli sulam, kuhu oli lisatud väiksemas koguses ka teisi metalle. Samas peab selliste sulamite kasutamise puhul arvestama ka nendest tulenevate riskidega - näiteks, kuigi selline sulam on oma toimelt efektiivne, on nikkel teadaolevalt tugev allergeen.
Vase toimemehhanismid on hõbedaga suhteliselt sarnased. Mõlemal juhul kahjustatakse bakterite membraane ning metallid mõjutavad biomolekule, peamiselt valke. Vase ja hõbeda erinevus on aga see, et kui vask on elusorganismidele vajalik metall, siis hõbedat elusorganismide koosseisus ei leidu. Seega muutub vask mürgiseks alles kõrgetel kontsentratsioonidel, samas kui hõbe võib osutuda mürgiseks juba suhteliselt väikestes kogustes.
Viiruseid ja baktereid on igal pool, miljardeid. Kas tegemist ei ole lootusetu võitlusega?
Kui lugeda bakterite liikide arv kokku ja vaadata, palju neist inimesele ohtu kujutavad, siis see on võibolla umbes pool protsenti. Ülejäänud meid ei mõjuta või on sootuks organismile kasulikud. Seetõttu ei peaks ka antimikroobseid vahendeid igal pool ja igal ajal kasutama. Peaks vaatama n-ö kuumkohti, näiteks haiglakeskkond ja sagedasti puudutatavad objektid: ostukärude käepidemed, valguslülitid või mingid pinnad, mida pidevalt kasutab palju erinevaid inimesi. Eriti oluline võiks olla antimikroobsete rakenduste kasutamine just nakkuste leviku perioodil. Mitmed senised katsetused näitavad, et teatud tingimustes on võimalik antimikroobsete pindade abil nakkusi tõepoolest vähendada.
Kumb võiks olla efektiivsem viirustega võitlemisel: desinfitseerimine või metallide antibakteriaalsete omaduste kasutamine?
Üldiselt, kui desinfitseerida on võimalik ja kasutatakse sobivaid desinfitseerimisvahendeid, siis on protsess väga efektiivne. Desinfitseerimisel ja heal hügieenil põhineb kogu tänapäevane meditsiin, ravimitööstus ja toidutööstus.
Vasepindade antimikroobset efektiivsust kinnitas Ameerika keskkonnaagentuur 2008. aastal.
Mure tekib siis, kui desinfitseerida ei saa, kuna puhastatav koht ei ole kergesti juurdepääsetav või kui desinfitseerimine ei toimu piisavalt regulaarselt. Suuremate või keerulisemate pindade puhul on desinfitseerimine enamasti ka üska ajakulukas. Just sellistel pindadel, mida ei ole võimalik piisavalt sagedasti puhastada või millele võivad mikroobid sagedasti sadeneda, olekski antimikroobsete katete kasutamine abiks.
Minu arvates on kõige olulisem uurida lähemalt antimikroobsete metallide efektiivsust päriskasutuses ning töötada välja senisest kiiremini mõjuvaid lahendusi. Ideaalis oleks soov jõuda ka meetoditeni, mis hävitavad pinnal vaid mittesoovitud mikroobid. Tänasel hetkel on paraku kasutusel vaid lahendused, mis hävitavad mikroobe valimatult.
Tänasel hetkel on paraku kasutusel vaid lahendused, mis hävitavad mikroobe valimatult.
