Вторник, Июнь 25, 2024

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.

Больше оперативных новостей читайте в Telegram-канале @ПРОметалл.

Последние публикации

25.06.2024

Задержан президент «Селигдара» Константин Бейрит
Но проекты «Селигдара» не должны остановиться

25.06.2024

Чем объяснить тренд на алюминиевые окна
ПВХ постепенно выходит из моды

24.06.2024

Кармет меняет карму
Есть ли жизнь после ArcellorMittal?