У США створена плівка, з якої «зісковзують» мікроби

Інженери американського Масачусетського технологічного інституту (МТІ) створили надтонку плівку, властивості якої не дають мікроорганізмам закріпитися на ній. Винахід може принести велику користь боротьбі з розповсюдженням інфекції.

Видео дня

Дослідники, які повідомляють про свою розробку в статті в журналі Biomacromolecules, виявили, що вони можуть контролювати здатність бактерій прикріплятися до поверхні, змінюючи механічну жорсткість полімерної плівки, створеної з так званих багатошарових поліелектролітів.

На думку дослідників, цією недорогою та простою у виробництві плівкою можуть бути вкриті поверхні медичного обладнання, що, зокрема, допоможе в боротьбі з внутрішньолікарняними інфекціями, які завдають економіці США збитку на 4,5 мільярда доларів щорічно.

Такі плівки, повідомляють автори дослідження, можуть як запобігати збільшенню кількості небезпечних бактерій, так і сприяти зростанню корисної мікрофлори.

Антибактеріальний ефект плівки пов'язаний зі зменшенням жорсткості плівки. «За інших рівних умов, вища механічна жорсткість поверхні збільшує прикріплення бактерій», – заявила один з авторів дослідження Крістін ван Вліт, слова якої цитуються в повідомленні МТІ.

Жорсткість поверхні зазвичай ігнорується у вивченні процесу прикріплення бактерії, увагу зазвичай звертають на інші властивості – статичний заряд, шорсткість, здатність відштовхувати воду. Нова робота показує, що жорсткість є важливим аспектом цієї проблеми.

Ван Вліт і її колеги перевірили антибактеріальний ефект у дослідах з трьома типами мікроорганізмів – одним з різновидів стафілокока, що зазвичай мешкає на шкіри людини, і двома типами кишкової палички.

Нова плівка може бути використана разом із звичайними антибактеріальними засобами, що підвищить її ефективність. Серед них – обробка антисептиками або внесення в поверхні наночастинок металу, які руйнують стінки клітин бактерій.

Провідні автори дослідження Джені Ліхтер (Jenny Lichter) і Тод Томпсон (Todd Thompson) зазначають, що створена ними плівка може бути використана в медичних пристроях, які розташовують всередині тіла, – зокрема, протези судин, інші серцеві імплантанти.

«Якщо ми зможемо обмежити вторгнення бактерій разом із чужорідним об'єктом, це може збільшити шанси імунної системи подолати інфекцію», – говорить Томпсон.

Інше можливе застосування плівки – сприяти розмноженню корисних мікроорганізмів, необхідних, зокрема, для наукових досліджень, медичних тестів, а також для промислових потреб, наприклад для виробництва етанолу.

Дослідники створили цю плівку завтовшки близько 50 нанометрів (мільярдних доль метра) з шарів поліелектролітів (один із типів електропровідних полімерів). Різні шари мають різний рівень кислотності, яка визначає жорсткість матеріалу за зіткнення з кислотно-нейтральною рідиною, наприклад водою.

Полімерна плівка з шарів із високою кислотністю жорсткіша, оскільки полімерні ланцюжки натягаються сильніше та її поверхня менше деформується. Якщо кислотність нижча – плівка м'якша.

Ван Вліт пояснює антибактеріальний ефект плівки особливостями взаємодії між поверхнею та крихітними волосками на стінках клітки, за допомогою яких мікроорганізми прикріпляються до поверхні. Жорстка поверхня забезпечує краще зчеплення, і на ній бактерії легше утриматися.

Науковці працюють над вивченням цього ефекту, пише РИА Новости.