Ученые из МФТИ, Института биохимии и генетики УФИЦ РАН и Тамбовского государственного технического университета разработали покрытия, которые обезопасят импланты от микробного загрязнения. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в журнале Biofouling.
В ходе операции очень важно не занести в организм вместе с имплантируемым материалом патогенные микроорганизмы. Около 5% имплантов содержат на себе очаги опасной для человека биопленки — колоний микробов, а число инфекций, вызванных такими заражениями, превышает 100 тысяч случаев в год. Решение этой проблемы ученые ищут в разработке новых антибактериальных наноструктурированных поверхностей.
Авторы новой работы исследовали влияние параметров наноструктурирования на антибактериальные свойства силиконовых поверхностей. На силиконовые подложки методом мягкой литографии они нанесли наностолбики-иголочки, призванные препятствовать оседанию на поверхности бактерий и образованию биопленок.
Диаметр столбиков — 500-700 нанометров, а расстояние между ними — вдвое больше. И эти параметры на порядок меньше, чем размеры бактерий. При попытке «сесть» на столбики, оболочка бактерии растягивается, и достаточно всего 15% натяжения, чтобы она лопнула. В результате микроорганизм погибает.
При тестировании были определены оптимальные параметры силиконовых наноструктур для достижения наиболее выраженного антибактериального эффекта в отношении бактериальной культуры Escherichia coli. По сравнению с плоскими силиконовыми подложками удалось достичь сокращения популяции бактерий до 90%.
Ученые продолжают исследования, экспериментируя с формой наностолбиков и их расположением относительно друг друга для получения наибольшего антибактериального эффекта.
