Данная информация предназначена для специалистов в области здравоохранения и фармацевтики. Пациенты не должны использовать эту информацию в качестве медицинских советов или рекомендаций.
Ноу-хау от ученых МИСИС: антибактериальные нано-покрытия
Материаловеды Университета «МИСИС» создали антибактериальные нано-покрытия против микробных и грибковых патогенов, которые не имеют характерных негативных побочных эффектов и могут стать безопасной альтернативой антибиотикам для использования в травматологии, хирургии и имплантологии.
Материал на основе нитрида бора и ультрадисперсного металлизированного
серебра или наночастиц оксида железа обладает эффективностью до 99,99%. Сейчас
проводятся испытания полученных образцов в качестве покрытий для имплантатов.
Разработчики подчеркивают, что в результате испытаний было доказано, что
покрытие безопасно для организма пациента. Преимущественным отличием от аналогов
стали минимальные дозы бактерицидных компонентов и полное отсутствие
наполнителя-антибиотика, что исключает резистентность.
Группа ученых НИТУ «МИСИС» совместно с коллегами из Государственного научного
центра прикладной микробиологии и биотехнологии предложили нестандартное
комплексное тройное воздействие на инфекционные возбудители: игольчатая
поверхность наночастиц физически повреждает мембраны бактериальных клеток, затем
высвобождаются ионы металлов, обладающие бактерицидным эффектом, а затем
образуются активные формы кислорода, уничтожающие болезнетворные организмы.
Усиленная бактерицидная и фунгицидная активность нано-покрытия связана с
образованием большого количества активных форм кислорода: свободные радикалы
повреждают стенки микроорганизмов, в результате чего последние погибают.
«Мы синтезировали покрытия, состоящие из наночастиц нитрида бора,
модифицированные ультрадисперсными наночастицами серебра, или оксида железа.
Носители нитрида бора обладают уникальной сферической формой с игольчатой
поверхностью, позволяющей повреждать и разрывать мембрану бактериальных клеток
при физическом контакте с ними. Сами покрытия выделяют ионы металлов в
зависимости от концентрации. Наши исследования показали, что при минимальной
ингибирующей концентрации, наночастицы оксида железа (74 мкг/см2) эффективно
подавляют рост грамотрицательных бактерий кишечной палочки, а также золотистого
стафилококка и пневмококков уже в течение первых трех часов. Покрытия с серебром
в минимальной концентрации 12 мкг/см полностью инактивируют бактерии», –
рассказала один из авторов исследования, сотрудник лаборатории «Неорганические
наноматериалы» Университета «МИСИС» Кристина Гудзь.
Оказалось, что такое покрытие уничтожает 100% исследованных микроорганизмов:
бактериальные штаммы и грибок Candida parapsilosis погибают в течение суток
после воздействия. По словам исследователей, саму сферическую и игольчатую,
«лохматую» форму наночастиц нитрида бора умеют получать только они, ее
уникальность зарегистрирована в виде российского ноу-хау: «Способ получения
наноструктурированных покрытий гексагонального нитрида бора с антибактериальным
эффектом».
Следующим шагом станет работа по масштабированию разработки в качестве
перевязочного материала для применения в травматологии и хирургии. Также в
будущем планируется провести исследования in-vitro, сейчас в приоритете
проведение исследований на особо опасных штаммах бактерий и вирусов (Vibrio
cholerae, Covid-19 и др.).
Исследование выполнено в рамках стратегического проекта «Биомедицинские
материалы и биоинженерия», поддержанного программой Минобрнауки России
«Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты»). Результаты работы
представлены в международном научном журнале Applied Surface Science.