Бактерии уничтожаются новым покрытием, активируемым светом
Новое антимикробное покрытие, активируемое светом, эффективно убивает бактерии даже при обычном комнатном освещении. Его можно наносить на экраны телефонов, клавиатуры, а также внутренние поверхности катетеров и дыхательных трубок, которые являются основным источником внутрибольничных инфекций (HCAIs).
К наиболее известным возбудителям HCAIs относятся Clostridioides difficile (C. difficile), метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA) и Escherichia coli (E. coli).
Исследование, опубликованное в Nature Communications, впервые показало, что светоактивируемое антимикробное покрытие успешно убивает бактерии при слабом окружающем освещении (300 Люкс), характерном для палат и приёмных. Ранее аналогичным покрытиям для активации нужен был интенсивный свет (3000 Люкс), как в операционных.
Новое бактерицидное покрытие состоит из крошечных кластеров химически модифицированного золота, внедрённых в полимер с кристаллическим фиолетовым — красителем, обладающим антибактериальными и противогрибковыми свойствами.
«Мы удивлены, увидев, насколько эффективно наше покрытие убивает как S. aureus, так и E. coli при окружающем свете, что делает его перспективным для использования в различных медицинских учреждениях», — добавил профессор Иван Паркин (UCL Chemistry), старший автор.
Комбинация химически модифицированных золотых кластеров и кристаллического фиолетового в полимере создаёт активные формы кислорода под действием света, которые повреждают мембраны и ДНК бактерий.
Образцы поверхностей обрабатывали либо бактерицидным покрытием, либо контрольным покрытием, а затем инокулировали 100 000 колониеобразующих единиц (КОЕ) на мл S. aureus или E. coli. Рост бактерий исследовали в темноте и при белом свете (200–429 Люкс).
Результаты в условиях окружающего света:
- Контрольное покрытие (только кристаллический фиолетовый в полимере) не убивало бактерии.
- Бактерицидное покрытие привело к снижению роста S. aureus на 3.3 log через 6 часов и E. coli на 2.8 log через 24 часа.
«E. coli была более устойчива к бактерицидному покрытию, чем S. aureus, поскольку потребовалось больше времени для значительного снижения количества жизнеспособных бактерий на поверхности. Это, предположительно, связано с тем, что E. coli имеет клеточную стенку с двойной мембранной структурой, тогда как S. aureus имеет только один мембранный барьер», — объяснила соавтор исследования доктор Элейн Аллан.
Команда неожиданно обнаружила, что покрытие убивает бактерии, производя перекись водорода (H2O2) — относительно мягкий реагент.
«Золотые кластеры в нашем покрытии играют ключевую роль в генерации перекиси водорода под действием света и влажности. Учитывая, что кластеры содержат всего 25 атомов золота, требуется очень мало этого драгоценного металла по сравнению с аналогичными покрытиями», — прокомментировал старший автор профессор Астериос Гавриилидис.