Уникальный метод создания игольчатых наноструктур, уничтожающих грибки и бактерии, разработали ученые из МИСиС.
Сегодня люди значительно чаще встречаются с опасными инфекциями, чем когда-либо раньше. Это неразрывно связано с развитием медицины: хирургических вмешательств становится всё больше, а с ними растёт риск заражения грибковой или бактериальной инфекцией.
Грибки и бактерии постоянно эволюционируют в ответ на изобретаемые человеком лекарства. Это приводит к появлению устойчивых к антибиотикам микроорганизмов, которые могут быть смертельно опасны для пациента.
Российские исследователи предложили нестандартный способ решения этой проблемы: воздействовать на возбудитель инфекции "тройным ударом" без использования антибиотиков. Этот метод включает физическое повреждение мембраны бактерии, а затем её уничтожение с помощью ионов металлов и активных форм кислорода.
Для этого исследователи из МИСиС с коллегами из Государственного научного центра прикладной микробиологии и биотехнологии синтезировали покрытия из наночастиц нитрида бора. Они могут быть модифицированы наночастицами серебра или оксида железа.
Носители нитрида бора выглядят как микроскопические сферы, покрытые иглами. Уникальная форма этих частиц позволяет им разрывать мембрану бактериальных клеток при соприкосновении с ними.
Сами покрытия выделяют ионы металлов, "добивая" повреждённые клетки патогенов.
Исследования новой разработки показали, что наночастицы оксида железа эффективно подавляют рост кишечной палочки, а также золотистого стафилококка и пневмококков уже в течение первых трёх часов, а покрытия с серебром полностью инактивируют бактерии.
Такое покрытие уничтожает 100% исследованных микроорганизмов: бактериальные штаммы и грибок Candida parapsilosis погибают в течение суток воздействия.
Такую высокую эффективность полученных образцов во многом обеспечивают активные формы кислорода, которые в большом количестве образуются при контакте покрытия со средой. Они значительно повреждают клеточные мембраны грибков и бактерий, из-за чего те гарантированно погибают.
Создатели покрытия отмечают, что оно безопасно для организма пациента. Новая разработка отличается от аналогов тем, что в ней используются минимальные дозы бактерицидных компонентов. К тому же в ней совсем не используются антибиотики, что исключает развитие резистентности к ним.
Учёные в настоящее время исследуют, можно ли применять полученные соединения в качестве покрытий для имплантатов. В дальнейшем разработка будет испытана в качестве перевязочного материала для применения в травматологии и хирургии.
Также авторы работы рассматривают возможность использования нового покрытия для борьбы с особо опасными штаммами бактерий и вирусов, таких как холерный вибрион и SARS-CoV-2.
Исследование российских учёных было опубликовано в издании Applied Surface Science.
