Исследователи обнаружили, что использование наноразмерных хлопьев черного фосфора на ранах, инфицированных устойчивыми к лекарствам супербактериями, не только убивает болезнетворные микроорганизмы, но и способствует заживлению ран. Инновационный противомикробный препарат – это не просто покрытие, его можно включать в обычные материалы, такие как повязки, гели и пластики.
Учитывая проблему, связанную с распространением супербактерий, нам необходимо найти новые способы борьбы с раневыми инфекциями. Эта потребность становится еще более очевидной, если учесть, что около 70% бактерий развили устойчивость по крайней мере к одному распространенному классу антибиотиков, а с 2000 года было открыто только пять новых классов антибиотиков.
Недавно исследователи из Университета RMIT в Австралии предложили новый, немедикаментозный метод профилактики послеоперационных инфекций у людей, которым установлены титановые имплантаты. Теперь они объединились с исследователями из Университета Южной Австралии, чтобы разработать еще одну инновацию, используя наноразмерные хлопья черного фосфора для борьбы с раневой инфекцией, вызванной супербактериями.
«Супербактерии — патогены, устойчивые к антибиотикам, — несут огромную нагрузку на здоровье, и по мере роста лекарственной устойчивости наша способность лечить эти инфекции становится все более сложной», — сказал Аарон Элбурн, один из соавторов исследования.
Черный фосфор недавно был идентифицирован как эффективный противомикробный агент. Это наиболее стабильная физическая форма фосфора, состоящая из двумерных слоев фосфора (называемых «фосфореном»), точно так же, как графит состоит из множества графеновых слоев. В своей предыдущей работе исследователи продемонстрировали, как черный фосфор, расположенный в нанотонких слоях, убивает микробы благодаря своей уникальной способности производить активные формы кислорода.
«По мере разрушения наноматериала его поверхность вступает в реакцию с атмосферой, образуя так называемые активные формы кислорода», — сказал Сумит Валия, соавтор исследования. «Эти виды в конечном итоге помогают, разрывая бактериальные клетки на части».
В текущем исследовании ученые проверили безопасность и эффективность использования нанохлопьев черного фосфора (BPNF) на распространенных бактериях, включая устойчивый к лекарствам S. aureus («золотой стафилококк»), P. aeruginosa и E. coli.
S. aureus, обработанный BPNF, показал потерю жизнеспособности клеток на 62% в течение двух часов и потерю жизнеспособности на 80% через шесть часов. Через 24 часа более 99% бактерий были убиты. Аналогичная тенденция наблюдалась и у P. aeruginosa: BPNF вызывали более 80% бактериальной гибели через 24 часа. BPNF не только уничтожали бактерии, не повреждая другие клетки, но и саморазлагались после устранения угрозы заражения.
«Наша противомикробная нанотехнология быстро уничтожила более 99% бактериальных клеток – значительно больше, чем обычные методы лечения инфекций, используемые сегодня», – сказал Валия.
Когда исследователи проверили эффективность BPNF по сравнению с ципрофлоксацином, широко используемым антибиотиком широкого спектра действия, на ранах мышей, они обнаружили, что оба они сравнительно эффективны при уничтожении S. aureus.
BPNF также продемонстрировали улучшенное заживление ран и регенерацию тканей на макро- и микроскопическом уровне по сравнению с контролем. Ежедневное лечение BPNF в течение семи дней приводило к закрытию раны на 80% без признаков покраснения или повреждения кожи.
Исследователи пришли к выводу, что наблюдаемое улучшение степени реэпителизации – создания барьера между раной и окружающей средой – предполагает, что BPNF способствуют заживлению ран, даже когда раны инфицированы высокорезистентными бактериями S. aureus. Хотя противомикробные свойства черного фосфора известны, его ранозаживляющие свойства недостаточно документированы.
«Это интересно, поскольку лечение было сравнимо с антибиотиком ципрофлоксацином в искоренении раневой инфекции и привело к ускоренному заживлению: раны закрылись на 80% за семь дней», — сказал Златко Копецкий, автор исследования. «Нам срочно необходимо разработать новые альтернативные неантибиотические подходы к лечению раневой инфекции. Черный фосфор, кажется, попал в точку, и мы с нетерпением ждем возможности увидеть применение этого исследования в клиническом лечении хронических ран».
По словам исследователей, привлекательность BPNF заключается в том, что их можно включать в различные материалы.
«Прелесть нашей инновации в том, что это не просто покрытие — ее можно интегрировать в обычные материалы, из которых изготовлены устройства, а также в пластик и гели, чтобы сделать их противомикробными», — сказал Валия.
Исследовательская группа надеется на сотрудничество с отраслевыми партнерами для разработки и прототипирования технологии.
«Если мы сможем сделать наше изобретение коммерческой реальностью в клинических условиях, эти супербактерии во всем мире не будут знать, что их поразило», — сказал Элбурн.
No comments:
Post a Comment