Колючий и безопасный: нитрид бора против антибиотиков
Учёные из НИТУ «МИСиС» представили антибактериальные нанопокрытия с эффективностью до 99,99% против микробных и грибковых патогенов. Материал на основе нитрида бора и ультрадисперсных металлизированных наночастиц серебра или оксида железа не имеет типичных негативных побочных эффектов и может стать безопасной альтернативой антибиотикам в травматологии, хирургии и имплантологии.
Острота проблемы
Проблема инфекций остаётся крайне актуальной из-за роста числа операций и появления устойчивых к антибиотикам бактерий. По данным журнала Lancet, в 2019 году более миллиона человек умерли от таких инфекций. Особую сложность представляют микробные инфекции, вызванные установкой имплантатов.
Решение и принцип действия
Учёные предложили комплексное тройное воздействие на патоген:
- Физическое повреждение мембраны бактерии игольчатой поверхностью носителя из нитрида бора.
- Бактерицидный эффект за счёт высвобождения ионов металлов (серебра или железа).
- Синтез активных форм кислорода, разрушающих патогены.
Результаты исследований
- Покрытия с наночастицами оксида железа в минимальной ингибирующей концентрации (74 мкг/см2) эффективно подавляют рост грамотрицательных бактерий E. coli, а также штаммов Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae в первые три часа.
- Покрытия с серебром при минимальной концентрации 12 мкг/см2 полностью инактивируют бактерии.
- Покрытие уничтожает 100% исследуемых микроорганизмов, включая грибок Candida parapsilosis, в течение 24 часов воздействия.
Ключевые преимущества
- Отсутствие цитотоксичности — покрытие безопасно для пациента.
- Минимальные дозы бактерицидных компонентов.
- Полное отсутствие антибиотика в составе, что исключает развитие резистентности.
Планы на будущее
Команда уже протестировала образцы как покрытия для имплантатов. Следующим шагом станет использование разработки в качестве перевязочного материала. Также планируются исследования in vitro на опасных штаммах бактерий и вирусов (холеры, COVID-19 и др.).