محققان موسسه تحقیقات علوم فوتونیک ICFO در اسپانیا تکنیک جدیدی را توسعه دادند که در آن با استفاده از فناوری نانو و فوتونیک، کارکرد توری‌های مورد استفاده در ایمپلنت‌های پزشکی بهبود قابل توجهی می‌یابد.

ایمپلنت‌های توری شکل حدود ۵۰ سال قبل اختراع شدند و در این مدت به یکی از مولفه‌های کلیدی در جراحی‌های ترمیمی بافت‌های آسیب‌دیده بدل شده‌اند. اما ایمپلنت این توری‌ها همواره خطر عفونت باکتریایی و تشکیل بیوفیلم عفونی را روی سطح توری به همراه دارد. این بیوفیلم مانند یک سپر عمل می‌کند و مانع رسیدن آنتی‌بیوتیک و داروهای دیگر به باکتری‌ها و درمان عفونت می‌شود. اکنون محققان روش جدیدی را ابداع کردند که امکان نابود کردن باکتری‌ها را در این نوع ایمپلنت‌ها فراهم می‌کند.

در این تحقیقات ابتدا توری‌های مورد استفاده در ایمپلنت‌های پزشکی با استفاده از یک فرآیند شیمیایی با لایه‌ای از نانوذرات طلا به صورت کاملا یکنواخت پوشانده شدند تا این پوشش نور دریافتی را به صورت محلی به گرما تبدیل کند. سپس این توری‌ها را به مدت ۲۴ ساعت در ظرف حاوی باکتری S.aureus  قرار دادند و فرآیند شکل‌گیری بیوفیلم را روی توری مشاهده کردند.

پس از آن توری را به مدت ۳۰ ثانیه در معرض تابش پرتوهای نزدیک به مادون قرمز (۸۰۰ نانومتری) قرار دادند تا دمای کل آن به طور یکسان افزایش یابد. پس از آن تابش پالس‌های نور را ۲۰ مرتبه دیگر و هربار به مدت ۴ ثانیه تکرار کردند.

در این آزمایش مشخص شد تابش نور با فرکانس‌های خاص موجب رزونانس پلاسمون در نانوذرات می‌شود که در اثر آن نور به طور موثر به گرما تبدیل شده و باکتری‌ها را می‌سوزاند. همچنین مشخص شد باکتری‌هایی که از این فرآیند جان سالم به در می‌برند،‌ در برابر آنتی‌بیوتیک و واکنش سیستم ایمنی بدن کاملا آسیب‌پذیر هستند. بر اساس نتایج این آزمایش استفاده از پرتوهای نزدیک به مادون قرمز موجب آسیب دیدن بافت اطراف توری نمی‌شود و قابلیت تبدیل نور به گرما را در توری تضعیف نمی‌کند.

به گفته محققان نتایج این تحقیقات راه را برای استفاده از نانوفناوری‌های پلاسمون به منظور جلوگیری از تشکیل بیوفیلم در سطح ایمپلنت‌های پزشکی هموار می‌کند.

گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nano Letters منتشر شده است.