Advanced Therapeutics: ученые изобрели нанотонкий материал, уничтожающий 99% супербактерий

Исследователи разработали нанотонкий материал, способный уничтожать супербактерии, и этот материал представляет большой потенциал для интеграции в будущем в медицинские повязки и имплантаты, с целью предотвращения или лечения бактериальных инфекций.

Фото: Аарон Элбурн и его коллеги, Университет RMIT

Эта инновационная технология, прошедшая обширные доклинические испытания, демонстрирует свою эффективность против разнообразных видов бактерий, включая супербактерии, такие как "золотой стафилококк", которые обычно проявляют высокую устойчивость к антибиотикам.

Устойчивость к антибиотикам представляет собой серьезную глобальную угрозу для здоровья, приводя к около 700 000 смертям ежегодно, и эта цифра может увеличиться до 10 миллионов смертей в год к 2050 году, если не будут разработаны новые методы борьбы с бактериальными инфекциями.

Последнее исследование, проведенное совместно Университетом RMIT и Университетом Южной Австралии (UniSA), сосредотачивается на нанотехнологии, использующей черный фосфор, как передовое средство для лечения инфекций и ран.

Результаты, опубликованные в журнале "Advanced Therapeutics", демонстрируют высокую эффективность этой технологии в лечении инфекций. Она способна уничтожить более 99% бактерий, сохраняя при этом неповрежденными другие клетки в биологических моделях.

Следует отметить, что эффективность этого лечения сравнима с результатами, достигаемыми с помощью антибиотиков, в части ликвидации инфекции и ускорения процесса заживления. Например, в экспериментах раны заживали на 80% за семь дней.

Эта нанотехнология, разработанная RMIT на мировом уровне, была подвергнута тщательным доклиническим испытаниям специалистами в области заживления ран из UniSA. Кроме того, университет RMIT подал заявку на патентную защиту для материала на основе черного фосфора, включая его применение в составах для заживления ран, таких как гели.

Профессор Сумит Валия, руководитель исследования в университете RMIT, подчеркнул, что их новое исследование проливает свет на способ, которым их инновационная технология обеспечивает быстрое антимикробное действие и затем безопасно разлагается после устранения угрозы заражения.

Он пояснил: "Уникальность нашей инновации заключается в том, что она не просто является покрытием поверхности. Ее можно интегрировать в обычные материалы, такие как хлопок и титан, используемые для создания медицинских повязок и имплантатов, а также в пластик и гели, делая их устойчивыми к микробам."

Ранее проведенные исследования в университете RMIT уже показали, что черный фосфор эффективен в уничтожении микроорганизмов, когда он применяется в виде нанотонких слоев на поверхности материалов, используемых для создания медицинских повязок, имплантатов (таких как титан), а также в составе пластиков, используемых в медицинских инструментах.

Как работает изобретение

Черный фосфор представляет собой наиболее устойчивую форму фосфора, который естественным образом содержится во многих продуктах питания. В своей ультратонкой форме этот материал легко разлагается под воздействием кислорода, что делает его идеальным средством для уничтожения микробов.

Профессор Валия объяснил принцип действия этой инновации:

"При разложении наноматериала его поверхность взаимодействует с атмосферой, что приводит к образованию активных форм кислорода. Эти активные формы кислорода в конечном итоге помогают расщепить бактериальные клетки на части."

В рамках нового исследования была проведена проверка эффективности нанотонких хлопьев черного фосфора против пяти распространенных штаммов бактерий, включая кишечную палочку и устойчивый к лекарствам "золотой стафилококк".

"Наша противомикробная нанотехнология быстро и эффективно уничтожила более 99% бактериальных клеток, что значительно превосходит результаты традиционных методов лечения инфекций, используемых сегодня", — подчеркнул профессор Валия.