Антибактериальные нано-покрытия с высокой эффективностью против микробных и грибковых патогенов — до 99.99% — представили материаловеды Университета МИСИС. Материал на основе нитрида бора и ультрадисперсного металлизированного серебра или наночастиц оксида железа может стать безопасной альтернативой антибиотикам в травматологии, хирургии и имплантологии, поскольку не имеют характерных негативных побочных эффектов. Результаты работы представлены в международном научном журнале Applied Surface Science.
“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 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 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 на «Способ получения наноструктурированных покрытий гексагонального нитрида бора с антибактериальным эффектом».
Усиленная бактерицидная и фунгицидная активность полученных образцов связана с образованием большого количества активных форм кислорода: свободные радикалы активно повреждают стенки микроорганизмов, в результате чего последние погибают.
Разработчики подчеркивают, что в результате испытаний было доказано отсутствие цитотоксичности покрытия, то есть оно безопасно для организма пациента, в то время как его действующее вещество эффективно против патогенов. Преимущественным отличием покрытия от аналогов стали минимальные дозы бактерицидных компонентов и полное отсутствие наполнителя-антибиотика, что исключает резистентность.
Коллектив проводит испытания полученных образцов в качестве покрытий для имплантатов. 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.).
Источник: МИСИС
