Уничтожение инфекций и болезней с помощью кислорода
Ученые разработали новую методику борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями, такими как MRSA (метициллин-резистентный Staphylococcus aureus), без применения антибиотиков. Вместо этого они используют свет для активации кислорода, который уничтожает патогены. Метод также перспективен для лечения других микробных инфекций и, возможно, рака кожи.
Суть метода
- Вместо антибиотиков используются фотосенсибилизаторы — молекулы красителей, которые возбуждаются под действием света.
- Возбужденные фотосенсибилизаторы превращают кислород в реактивные формы кислорода (АФК), которые атакуют бактерии.
Проблема и решение
Ранние попытки использовать молекулярные фотосенсибилизаторы были малоэффективны: молекулы плохо диспергировались в воде и действовали разрозненно. Группа под руководством Пэна Чжана (Университет Цинциннати) создала новый гибридный наночастичный фотосенсибилизатор:
Основа: наночастицы благородных металлов.
Покрытие: амфифильные полимеры, удерживающие молекулярные фотосенсибилизаторы.
Преимущества:
- Металл создает плазмонный эффект, усиливая генерацию АФК.
- Наночастицы концентрируют фотосенсибилизаторы в одной точке для мощного локального удара по бактериальным клеткам.
Результаты и применение
Новый фотосенсибилизатор в форме наночастиц оказался значительно эффективнее в уничтожении различных бактерий, чем его молекулярные аналоги. Потенциальные области применения:
- Дезинфекция поверхностей: средство в форме спрея или геля можно нанести на любую поверхность и активировать синим или красным светом для уничтожения бактерий, включая MRSA.
- Лечение ран: прямое нанесение на рану для устранения инфекции и ускорения заживления. Эксперименты на образцах человеческой кожи показали, что фотосенсибилизатор не убивает клетки кожи.
- Борьба с раком кожи: наночастицы эффективно уничтожают клетки рака кожи под действием красного света, который глубоко проникает под кожу.
- Лечение грибка ногтей: метод доказал эффективность против грибковых инфекций ногтевого ложа.
Исследователи представили свои результаты на 256-й Национальной встрече и выставке Американского химического общества (ACS). На разработку гибридных фотосенсибилизаторов получен патент.