Устойчивость к антибиотикам: растущая угроза
Бактерии, устойчивые к антибиотикам, и новые вирусы представляют собой стремительно растущую угрозу для мировой системы здравоохранения. Около 5 миллионов смертей каждый год связаны с устойчивыми к антибиотикам микробами, а более 20 миллионов человек погибли во время пандемии вируса COVID-19. Поэтому исследователи из Empa работают над новыми, крайне необходимыми стратегиями борьбы с такими патогенами. Одна из целей — предотвратить распространение устойчивых патогенов и новых вирусов с помощью умных материалов и технологий.
Применение в местах с постоянным контактом с инфекционными агентами
Поверхности, которые постоянно контактируют с инфекционными агентами, такие как дверные ручки в больницах или оборудование и инфраструктура в операционных, являются особенно подходящей областью применения для таких материалов.
Новое покрытие, убивающее микробы
Междисциплинарная команда из трёх лабораторий Empa совместно с Чешским Палацким университетом в Оломоуце разработала экологически чистое и биосовместимое бесметаллическое поверхностное покрытие, которое надёжно убивает микробы. Эффект можно повторно активировать, подвергая его воздействию света. Исследование опубликовано в журнале EcoMat.
«Новый материал предназначен для локального и быстрого уничтожения микроорганизмов», — объясняет Джакомо Рейна из лаборатории Nanomaterials in Health в Empa в Санкт-Галлене. Для этого использована базовая матрица из поливинилового спирта, биосовместимого пластика, который также используется в пищевой промышленности. В эту матрицу была внедрена специально синтезированная графиновая кислота, которая идеально подходит в качестве антимикробного покрытия благодаря своим химическим свойствам.
Как это работает
Весь потенциал материала можно использовать с помощью ближнего инфракрасного света. Как только композитный материал облучается, он реализует свою двойную стратегию: во-первых, он поглощает энергию инфракрасного света и преобразует её в бактерицидное тепло. Во-вторых, он стимулирует образование кислородных радикалов, которые наносят дополнительный ущерб патогенам.
Ещё одно преимущество заключается в том, что эта стратегия полностью отличается от механизма действия обычных антибиотиков. Материал таким образом обеспечивает непрерывную защиту от широкого спектра микроорганизмов, не способствуя развитию устойчивости. «Наши лабораторные эксперименты чётко подтвердили эффективность антимикробного материала против различных бактерий и вирусов», — говорит Рейна.
Применение в стоматологии
В настоящее время разрабатывается первоначальное применение антимикробного покрытия в стоматологии. Для этого исследователи из Empa совместно с Центром стоматологической медицины при Цюрихском университете работают над созданием стоматологической шины, которая убивает микроорганизмы в полости рта.
Сложности борьбы с микробами в полости рта
Микробная флора в полости рта является особенно неприятным противником в борьбе с инфекционными агентами: сложные сообщества бактерий обитают в недоступных нишах, встроенных в произведённую ими же слизистую матрицу. Антибиотики и дезинфицирующие средства едва проникают в эти устойчивые биоплёнки. Это позволяет микробам беспрепятственно разрушать зубы или даже приводить к обширным инфекциям в организме.
Междисциплинарная команда под руководством Рейны работает над созданием пластиковой шины, в которую можно стабильно интегрировать наноматериалы, такие как графиновая кислота. Поскольку ближний инфракрасный свет может проникать в ткани на несколько сантиметров вглубь, шину можно поместить в полость рта и активировать снаружи с помощью источника света снова и снова.
Предоставлено Швейцарскими федеральными лабораториями материаловедения и технологии.
Другие новости по теме
- Сотрудничество с общиной Туркана в Кении помогает учёным обнаружить гены, связанные с адаптацией к жизни в пустыне
- Вычислительный метод помогает разобраться в сложностях анализа отдельных клеток
- Увеличение видового разнообразия деревьев не всегда делает леса более устойчивыми к засухе, показывает исследование
- Вдохновлённые стратегиями защиты бактерий, учёные разрабатывают химическую маркировку ДНК для редактирования генома
- Освещая токсичность голубого тунца
- Собаки могут научиться понимать, как работают игрушки, и запоминать это.
- От хрупкой до плодородной: наука восстановления песчаных почв
- Исследователи обнаружили, что редактирование оснований с помощью малых ядерных РНК является более безопасной альтернативой CRISPR.
- Крошечные существа с большим влиянием на коралловые рифы
- Австралийские учёные борются с «подлой» кражей бабочек
Другие новости на сайте
- Редизайн BMW 7 Series 2027 года: раздельные фары и новый дизайн интерьера
- Подслушивание ворчания каменных окуней раскрывает секреты их общения
- Финансовые рынки более склонны к резким колебаниям, чем предполагает традиционная теория
- Крупные учреждения, включая BlackRock, накапливают XRP? Почему возможен серьёзный сбой поставок?
- Впервые осуществлено квантовое сжатие наночастицы
- Исследователи выяснили, что чай можно выращивать в лунном грунте.
- Bentley представляет первый седан «Омбре»
- Сотрудничество с общиной Туркана в Кении помогает учёным обнаружить гены, связанные с адаптацией к жизни в пустыне
- Пивоварня создаёт новое пиво из дрожжей, запущенных в ракете
- Гендерные, языковые и доходные предвзятости ограничивают участие в англоязычных научных журналах