زیست‌لایه‌ها مانند قلعه‌های میکروسکوپی عمل می‌کنند، به محافظت از باکتری‌ها در برابر اثرات آنتی‌بیوتیک‌ها می‌پردازند و از بین بردن عفونت را به چالش می‌کشند.

یک روش پیشگامانه که توسط دانشمندان «دانشگاه استنفورد»(Stanford University) و «دانشگاه پنسیلوانیا»(UPenn) ابداع شده، نویدبخش مقابله با این مشکل بدون نیاز به آنتی‌بیوتیک است.

در این روش نوآورانه از نانوذرات طلا استفاده می‌شود که ذرات ریز طلا هستند و برای حمله موثر به زیست‌لایه‌ها مهندسی شده‌اند. پژوهشگران، روشی را برای پوشاندن این نانوذرات با شکر ابداع کرده‌اند که توانایی آنها را برای هدف‌گیری و چسبیدن به زیست‌لایه‌ها افزایش می‌دهد.

هنگامی که نانوذرات در جای خود قرار بگیرند، می‌توان آنها را برای تولید گرما و تخریب ساختار زیست‌لایه‌ فعال کرد و در نتیجه، باکتری‌های محصور در آن را از بین برد. این روش نه تنها به تجزیه زیست‌لایه‌ کمک می‌کند، بلکه راهی را برای ردیابی بصری فرآیند با استفاده از یک روش تصویربرداری منحصربه‌فرد ارائه می‌دهد.

دکتر «لویزا راسل»(Luisa Russell) یک چهره پیشرو در تحقیقات بخش علوم و فناوری اکتشافی «موسسه ملی تصویربرداری زیست‌پزشکی و مهندسی زیستی»(NIBIB)، اهمیت این راهبرد بدون آنتی‌بیوتیک را برجسته کرد.

راسل توضیح داد: با استفاده از این پلتفرم می‌توانید زیست‌لایه‌ها را بدون جراحی جدا کنید. همچنین، این روش می‌تواند بیماران را در صورت حساسیت داشتن به آنتی‌بیوتیک‌ها یا ابتلا به سویه‌های مقاوم به دارو درمان کند.

همچنین، راسل بر اهمیت یافتن درمان‌های جایگزین تأکید کرد که به آنتی‌بیوتیک‌ها متکی نیستند. این نگرانی با توجه به افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی و آلرژی‌ها تشدید می‌شود.

مشکل زیست‌لایه‌ها فراتر از مقاومت آنها در برابر آنتی‌بیوتیک‌هاست. شناسایی و ریشه‌کن کردن آنها بسیار دشوار است و یک چالش مهم در مراقبت‌های پزشکی و دندان‌پزشکی به شمار می‌رود. پژوهشگران به دنبال راه حلی بودند که بتواند به طور موثر به شناسایی و حذف زیست‌لایه‌ها بپردازد. آنها پاسخ خود را در نانوذرات طلا یافتند که به دلیل زیست‌سازگاری و توانایی ژ در تبدیل کردن موثر نور به گرما شناخته شده‌اند. از این ویژگی می‌توان برای اهداف درمانی استفاده کرد.

دکتر «مریم حاج فتحعلیان» پژوهشگر دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد، استاد مهندسی پزشکی در «موسسه فناوری نیوجرسی»(NJIT) و پژوهشگر ارشد این پروژه ضمن صحبت کردن در مورد سرعت و کارآیی درمان، به ویژه برای عفونت‌های دهانی خاطرنشان کرد: این روش درمان به ویژه برای عفونت دهان سریع است. ما لیزر را به مدت یک دقیقه اعمال کردیم اما در حدود ۳۰ ثانیه می‌توانیم همه باکتری‌ها را از بین ببریم.