Ученые из МИСиС с коллегами из Государственного научного центра прикладной микробиологии и биотехнологии разработали уникальный метод создания игольчатых наноструктур, уничтожающих грибки и бактерии. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в Applied Surface Science.
Сегодня люди встречаются с опасными инфекциями намного чаще, чем раньше, но грибки и бактерии постоянно эволюционируют в ответ на новые лекарства. Это приводит к появлению устойчивых к антибиотикам, смертельно опасных микроорганизмов.
Для решения этой проблемы российские ученые предложили воздействовать на возбудитель инфекции «тройным ударом» без использования антибиотиков. Методика включает физическое повреждение мембраны бактерии и ее уничтожение с помощью ионов металлов и активных форм кислорода. Для этого были синтезированы покрытия из наночастиц нитрида бора (также они могут быть модифицированы наночастицами серебра или оксида железа).
Носители нитрида бора выглядят как микроскопические сферы, покрытые иглами — такая форма никальная позволяет этим частицам разрывать мембрану бактериальных клеток при соприкосновении с ними. Сами покрытия выделяют ионы металлов, «добивая» поврежденные клетки патогенов.
Наночастицы оксида железа эффективно подавляют рост кишечной палочки, золотистого стафилококка и пневмококков уже в первые 3 часа, а покрытия с серебром полностью инактивируют бактерии. Такое покрытие уничтожает 100% исследованных микроорганизмов: бактериальные штаммы и грибок Candida parapsilosis погибают в течение суток.
Столь высокую эффективность во многом обеспечивают активные формы кислорода, которые образуются при контакте покрытия со средой. Они серьезно повреждают клеточные мембраны грибков и бактерий, что вызывает их гибель.
Авторы разработки отмечают, что она безопасно для организма, и отличается от аналогов использованием минимальной дозы бактерицидных компонентов. Сейчас ученые исследуют, можно ли применять полученные соединения в качестве покрытий для имплантатов, а в будущем планируют испытать разработку в качестве перевязочного материала.