Джерело: www.unian.ua
“Працювати” проти мікробів матеріал починає за командою.
Зазначається, що загроза, яку становлять стійкі до ліків мікроби, більше не є віддаленим попередженням, це вже стало кризаїою. “Традиційні антибіотики втрачають позиції проти зростаючої кількості патогенів, а існуючі антимікробні покриття, що використовуються на медичному обладнанні, мають свої проблеми, від алергічних реакцій до обмеженої ефективності проти вірусів”, – йдеться в статті.
Дослідники з Empa вважають, що наноматеріали пропонують вихід. Лабораторія наноматеріалів, яку очолює Пітер Вік, понад два десятиліття вивчає взаємодію спеціалізованих матеріалів з людським організмом. Його команда створює новий клас антимікробних технологій, які можна вмикати та вимикати за допомогою світла.
Нове покоління покриттів, створених з графенуЗ графеном, похідним вуглецю, що складається з одного атомного шару, багато працювали в чеському Університеті Палацького в Оломоуці. Звідти до проєкту Лабораторії доєднався один з хіміків, Джакомо Рейна.
Отриманий матеріал поєднує оксид графену з полівініловим спиртом, пластиком, який зазвичай зустрічається в харчовій промисловості. Покриття настільки тонке, що воно невидиме неозброєному оку. Це означає, що його можна наносити на медичне обладнання, не змінюючи його зовнішнього вигляду. Рейна синтезував чотири різні формули, кожна з яких розроблена для покращення певних властивостей. Як він зазначає, вважається, що це перші антимікробні покриття на основі графенової кислоти.
За словами Рейни, наноматеріали повинні бути не лише антимікробними, але й сумісними з тканинами, екологічно чистими та хімічно стабільними – поєднання, яке існуючі металеві покриття з використанням срібла, міді або діоксиду титану досі не змогли повністю задовольнити.
Як світло перетворює покриття на засіб для знищення мікробівМеханізм антимікробної дії матеріалу полягає в точній ланцюговій реакції. Під впливом ближнього інфрачервоного світла покриття нагрівається приблизно до 44 градусів Цельсія. За даними дослідницької групи, це тепло послаблює мікроби. Але більш значний ефект є хімічним: світло запускає реакцію між наноматеріалом і навколишнім киснем, утворюючи високореактивні молекули, відомі як кисневі радикали, які атакують і пошкоджують бактеріальні поверхні.
Найважливіше те, що інфрачервоне світло може проникати крізь тканини тіла на глибину до двох сантиметрів , що дозволяє активувати покриття імплантату ззовні. Антимікробний ефект також можна налаштовувати. Як пояснює Рейна, реакцію можна вмикати та вимикати, або регулювати її інтенсивність, просто контролюючи кількість подається світлової енергії. Заміна інфрачервоних ламп на лазери забезпечує ще більшу хірургічну точність.
Випробування в лабораторії підтвердили ефективність підходу: перший із чотирьох матеріалів усунув майже 100 відсотків одного бактеріального штаму та близько 91 відсотка другого, що, за словами команди, перевершує покриття на основі срібла, які зараз використовуються в клінічній практиці.
Зубні імплантати, як перше випробування в реальному світіПісля підтвердження концепції команда тепер зосереджується на конкретній та актуальній медичній проблемі: інфекціях, спричинених зубними імплантатами, які у серйозних випадках можуть поширюватися на щелепну кістку або по всьому тілу. Докторантка Паула Бюргіссер , яка розпочала свою дисертацію влітку 2025 року, очолює цей напрямок дослідження під спільним керівництвом Віка та професора Роланда Юнга з Центру стоматологічної медицини Цюрихського університету.
Концепція проста. За словами команди, частина зубного імплантату, яка контактує з тканиною ясен, буде попередньо покрита наноматеріалом. Після встановлення імплантату на поверхню подається світло, щоб видалити мікроби. Потім обробку можна повторити під час планових оглядів або щоразу, коли виникає інфекція. Тестування показують, що матеріал зберігає свої антимікробні властивості завдяки багаторазовій реактивації без деградації.
Однак шлях до клінічного застосування залишається довгим. Команда має на меті залучити партнера з приватного сектору протягом трьох-чотирьох років для початку клінічних випробувань, але Вік попереджає, що широкий доступ для пацієнтів може бути ще через десятиліття або більше. Заглядаючи в майбутнє, лабораторія націлена на ширше застосування, від сенсорів на основі наноматеріалів до терапії раку.
Стійкість бактерій до антибіотиківНагадаємо, що вчені виявили заморожені в стародавній підземній крижаній печері бактерії, стійкі до 10 сучасних антибіотиків. Попри ризик, ці бактерії можуть допомогти розробити нові стратегії для запобігання зростанню стійкості до антибіотиків, спричиненому надмірним використанням препаратів.
Вас також можуть зацікавити новини:
- У Китаї почнуть тестувати графенові батареї для супершвидкої зарядки електрокарів
- Вчені створили “штучне золото”: це може призвести до революції в електроніці
- Найдовшому експерименту у світі скоро виповниться 100 років, і він не планує завершуватися
