30 мая 2024, четверг, 11:38
TelegramVK.comTwitterYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Наночастокол от бактерий

Escherichia coli
Escherichia coli

Ученые из Московского физико-технического института, Института биохимии и генетики УФИЦ РАН и Тамбовского государственного технического университета  разработали покрытия, которые обезопасят от микробного загрязнения импланты, вживляемые в человеческий организм. Об исследовании рассказала пресс-служба МФТИ.

Импланты в основном используют для замещения дефектов в живых тканях. Наиболее известные виды — это протезы для суставов и внутренних органов, сердечные стимуляторы и заменители стенок кровеносных сосудов. Также имплантаты применяют в косметологии, например для увеличения женской груди, или внедряют под кожу в виде микрочипов для приобретения дополнительных функций. Очень важно при операции не занести вместе с имплантируемым материалом в организм человека патогенные микроорганизмы. Число инфекций, вызванных подобными заражениями, превышает 100 тысяч случаев в год. В целом около 5 % имплантов содержат на себе очаги опасной для человека биопленки — колоний микробов.  

Ученые ищут решение этой проблемы в разработке новых антибактериальных наноструктурированных поверхностей. Сотрудники Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ с коллегами исследовали влияние параметров наноструктурирования на антибактериальные свойства силиконовых поверхностей. 

На силиконовые подложки они нанесли наностолбики-иголочки различных размеров методом мягкой литографии. Это способ изготовления с помощью специальных эластичных штампов. Иголочки препятствуют оседанию на поверхности бактерий и образованию биопленок.

«Диаметр столбиков — 500 или 700 нанометров, а расстояние между ними — вдвое больше. Причем эти параметры — на порядок меньше, чем размеры бактерий. Микробам "неудобно" оседать на такую игольчатую поверхность», — рассказала Мария Баршутина, старший научный сотрудник Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ.

Бактерия «садится» на поверхность с наностолбиками. Источник: Biofouling

Когда бактерия пытается «сесть» на столбики, ее оболочка растягивается. При этом достаточно 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. Было продемонстрировано, что можно достичь сокращения популяции бактерий до 90 % по сравнению с плоскими силиконовыми подложками.

«Столбики слишком малы, чтобы различить их невооруженным глазом. Для этого нужен электронный микроскоп. Или атомный — чтобы оценить их в объеме. Обыкновенному же глазу будет видна радужная игра, похожая на перламутровые переливы. Они возникают в результате преломления света, поскольку размеры конструкций сопоставимы с длиной световой волны. Полученные покрытия вдобавок к противомикробным свойствам приобретают эстетически привлекательный внешний вид», — резюмировала Мария Баршутина. 

В настоящие время ученые продолжают исследования, экспериментируя с формой наностолбиков и их расположением относительно друг друга для получения наибольшего антибактериального эффекта.

Работа опубликована в журнале Biofouling.

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
VK.com Twitter Telegram YouTube Яндекс.Дзен Одноклассники
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2024.