Новости

Титановые шипы убивают супербактерии без лекарств, буквально разрывая их на части

Титановые шипы убивают супербактерии без лекарств, буквально разрывая их на части

Вдохновленные структурами, убивающими бактерии, которые можно увидеть на крыльях некоторых насекомых, исследователи разработали безмедикаментозный способ уничтожения устойчивых к лекарствам микробов, которые обычно вызывают внутрибольничные инфекции. Их метод — новый и эффективный способ решения проблемы устойчивых к антибиотикам супербактерий.

Хирургическое вмешательство может привести к инфекции, а с ростом числа устойчивых к лекарствам микробов обеспечить эффективное лечение становится все труднее. Хотя бактерии обычно являются основными виновниками инфекции, устойчивые к лекарствам виды Candida, типа грибка, также представляют собой проблему. Они не только могут эффективно колонизировать и образовывать биопленки на имплантированных материалах, что приводит к внутрибольничным инфекциям, но также приводят к плохим клиническим результатам.

Когда они вставляют такие вещи, как титановые бедра или зубные протезы, врачи используют ряд противомикробных покрытий, химикатов и антибиотиков, чтобы предотвратить развитие инфекции. Но эти меры не будут столь же эффективны или вообще эффективны, если у рассматриваемого микроба выработалась устойчивость.

Но исследователи из Университета RMIT придумали новый, не требующий лекарств способ уничтожения супербактерий, вдохновленный антимикробной поверхностью крыльев некоторых насекомых. У таких насекомых, как стрекозы, цикады и стрекозы, на поверхности крыльев есть крошечные столбики – наностолбики, которые действуют как «механобиоцид», физически разрывая бактериальные клетки и убивая их.

Титановые шипы убивают супербактерии без лекарств, буквально разрывая их на части

Наностолбики на поверхности крыло стрекозы (увеличено в 20 000 раз)Университет RMIT

«Это как растянуть латексную перчатку», — сказала Елена Иванова, автор исследования. «Поскольку латекс медленно растягивается, самое слабое место в латексе становится тоньше и в конечном итоге рвется».

Итак, исследователи приступили к созданию собственного механобиоцида, разработав титановую поверхность, покрытую специально разработанными микроразмерными шипами. , каждая размером с бактериальную клетку, с использованием техники, называемой плазменным травлением.

Они проверили эффективность поверхности в уничтожении мультирезистентных к лекарствам Candida.и обнаружили, что около половины клеток были уничтожены вскоре после контакта с шипами. Примечательно, что другая половина – клетки, которые не были немедленно уничтожены – были настолько повреждены, что не смогли размножаться или вызывать инфекцию.

«Candidaповрежденные клетки подверглись обширному метаболическому стрессу, препятствующему процессу их размножения с образованием смертоносной грибковой биопленки даже через семь дней», — сказал Денвер Линклейтер, один из соавторов исследования. «Их не удалось возродить в условиях отсутствия стресса, и в конечном итоге они остановились в процессе, известном как апоптоз, или запрограммированная смерть клеток».

Титановые шипы убивают супербактерии без лекарств, буквально разрывая их на части

Неповрежденная клетка Candida на полированной титановой поверхности (слева) и разорванная Candida клетка на титановой поверхности с микрошипами (справа) Университет RMIT

Уже было обнаружено, что микропиллярная титановая поверхность эффективна против двух распространенных патогенов: Staphylococcus aureus(«Золотой стафилококк») и Pseudomonas aeruginosa , в предыдущем исследовании, опубликованном в журнале Materialia.

«Тот факт, что клетки умирали после первоначального контакт с поверхностью – некоторые в результате разрыва, а другие – в результате запрограммированной гибели клеток вскоре после этого – предполагает, что устойчивость к этим поверхностям не будет развита», – сказала Ивановна. «Это важное открытие, которое также предполагает, что способ измерения эффективности противомикробных поверхностей, возможно, придется переосмыслить».

Исследователи говорят, что относительно простая техника плазменного травления, которую они использовали для создания шипов, может быть применяется в широком спектре материалов и применений.

«Этот новый метод модификации поверхности может иметь потенциальное применение в медицинских устройствах, но также может быть легко адаптирован для стоматологических применений или для других материалов, таких как скамейки из нержавеющей стали, используемые в пищевой промышленности. подготовка и сельское хозяйство», — рассказала Ивановна.

Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials Interfaces.

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»