Как стать автором
Обновить
41.52
Рейтинг
НИТУ «МИСиС»
Номер один в России по материаловедению

Нано-нитрид бора VS антибиотик?

Блог компании НИТУ «МИСиС» Научно-популярное Биотехнологии Химия

Материаловеды - против инфекций: нанопленки нитрида бора заменят антибиотик при защите от воспалений бактериальной и грибковой природы

Они представили антибактериальные нано-покрытия на основе нитрида бора, обладающие высокой эффективностью против микробных патогенов — до 99.99%. Разработка может стать безопасной альтернативой привычным антибиотикам в имплантологии, поскольку не имеют характерной для последних негативной "побочки". Результаты работы - в международном научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

В мире существует не только коронавирус. Например, повсеместно увеличивается количество хирургических процедур, посему ученые вынуждены решать проблему микробных инфекций, вызванных, в частности, имплантатами (за которые отдельное спасибо доктору Знаменскому и профессору Бранемарку). Особенно серьезны эти осложнения при ортопедических и стоматологических операциях. При этом - 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 нано-пленки. При этом отсутствуют типичные для антибиотика побочные действия на ткани организма, а сам нитрид бора не вызывает цитотоксичность», — рассказала соавтор исследования, научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Кристина Гудзь.

Нанопленки нитрида бора на кремниевых подложках после синтеза
Нанопленки нитрида бора на кремниевых подложках после синтеза

Исследователи пошли дальше, и заполнили микро-поры 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 нано-покрытия высвобождается 55 мкг антибиотика, получается, что предложенный метод предполагает в 100 раз меньше антибиотика, чем при стандартной инъекции», — добавила Кристина Гудзь.

Соавторы разработки - молодые ученые НИТУ "МИСиС" Кристина Гудзь и Елизавета Пермякова (справа)
Соавторы разработки - молодые ученые НИТУ "МИСиС" Кристина Гудзь и Елизавета Пермякова (справа)
Процесс нанесения суспензии аморфного бора в воде на кремниевую подложку(подготовка образцов для синтеза)
Процесс нанесения суспензии аморфного бора в воде на кремниевую подложку(подготовка образцов для синтеза)

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.

Ждем-с в аптеках:)

Теги:
Хабы:
Всего голосов 10: ↑10 и ↓0 +10
Просмотры 2.8K
Комментарии Комментарии 11

Информация

Дата основания
Местоположение
Россия
Сайт
misis.ru
Численность
5 001–10 000 человек
Дата регистрации