Нанокристаллы, уничтожающие бактериальные биоплёнки

Совместная исследовательская группа из POSTECH и UNIST представила наноструктуры с текстурированной поверхностью на основе смешанного оксида железа-кобальта (MTex) в качестве высокоэффективной магнитокаталитической платформы в журнале Nano Letters.

Исследователи синтезировали нанокристаллы с гладкой поверхностью, в которых ионы металлов были заключены в органическую полимерную оболочку, и нагрели их при очень высокой температуре. В процессе нагрева высокотемпературная химическая реакция в твёрдом состоянии вызвала смешение ионов металлов на поверхности нанокристаллов, создав множество ветвящихся структур и отверстий размером в несколько нанометров.

Эта уникальная текстурированная поверхность, названная 'MTex' (напоминающая вспаханное поле), катализирует химическую реакцию, производящую активные формы кислорода (ROS), которые убивают бактерии. Также было подтверждено, что структуры обладают высокой магнитной восприимчивостью.

Ключевые свойства MTex:

• Высокая каталитическая активность, отличная от стабильных гладких поверхностей обычных шпинелей.
• Эффективное проникновение в матрицу биоплёнки благодаря повышенной подвижности наночастиц.
• Генерация бактерицидных ROS в широком диапазоне pH.
• Магнитные свойства, позволяющие удалять остатки биоплёнки даже из труднодоступных микроканалов с помощью внешнего магнитного поля.

Эта система способна уничтожать бактерии, встроенные в биоплёнку и устойчивые к антибиотикам. Исследование открывает возможности для управления нанотекстурированием поверхности и создания новых ферментоподобных свойств на нано-био интерфейсе.