Новости

Нанопленки нитрида бора заменят антибиотик при защите от бактериальных и грибковых инфекций

11 сентября 2020 Рубрика: Исследования и разработки, Новости организаций Ключевые слова: МИСиС, наночастицы, нанопленки, нанопокрытия, нитрид бора

Материаловеды НИТУ «МИСиС» представили антибактериальные нанопокрытия на основе нитрида бора, обладающие высокой эффективностью против микробных патогенов — до 99.99%. Они могут стать безопасной альтернативой привычным антибиотикам в имплантологии, поскольку не имеют характерных негативных побочных эффектов.

В настоящее время из-за значительного увеличения количества хирургических процедур во всем мире ученые решают проблему микробных инфекций, вызванных имплантатами. Особенно серьезна она при ортопедических и стоматологических операциях. Не секрет, что сопутствующая медикаментозная терапия воспалений вокруг имплантатов часто приводит к побочным эффектам из-за характерных свойств антибиотиков, а также его высоких доз.

Группа молодых ученые НИТУ «МИСиС» предложили нестандартное решение проблемы, исследовав взаимодействие устойчивых к антибиотику грамотрицательных бактерий Escherichia coli (E. coli) и нанопленки, состоящей из структурированной поверхности нитрида бора. Оказалось, что такое покрытие через 24 часа поражает 100% бактериальных клеток.

«Гексагональный нитрид бора обладает комплексом уникальных физико-химических и механических свойств. В результате опытов мы выяснили, что особая специфическая структура наночастиц нитрида бора обеспечивает бактерицидный эффект, сравнимый с действием антибиотика: бактерии погибают в результате прямого физического контакта с особой игловидной поверхностью нанопленки, — рассказала соавтор исследования, научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Кристина Гудзь. — При этом отсутствуют типичные для антибиотика побочные действия на ткани организма, а сам нитрид бора не вызывает цитотоксичность».

Исследователи пошли дальше, и заполнили микропоры тонкого покрытия нитрида бора антибиотиком гентамицином. В результате получился антибактериальный эффект за счет полного высвобождения лекарства за короткий начальный промежуток времени. При этом его доза оказалась на порядок меньше, чем при обычной инъекции.

«Если брать в расчет среднюю массу пациента 60 кг, его суточная доза антибиотика составляет приблизительно 180 мг, при условии, что площадь имплантата, допустим, 30 см2 и учитывая, что в первые сутки из исследуемого нанопокрытия высвобождается 55 мкг антибиотика, — добавила Кристина Гудзь. — Получается, что предложенный метод предполагает в 100 раз меньше антибиотика, чем при стандартной инъекции».

По словам авторов разработки, нанесение на имплантат антибактериальной пленки на основе наночастиц нитрида бора может свести к минимуму риск бактериального заражения за счет физических свойств самой поверхности, а также — в случае модификации антибиотиком — местной доставки минимального количества бактерицидного компонента без утяжеления имплантата.

В настоящее время коллектив завершает исследования полученных покрытий in vitro, а также работает над оптимизацией способа нанесения покрытия для его перспективного применения.

Результаты работы представлены в международном научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Добавить комментарий

  • 31
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4