Эпоксидная смола с хлоргексидином убивает микроорганизмы на окрашенных ею поверхностях

Контаминация поверхностей патогенными микроорганизмами — важный фактор передачи инфекций, особенно в медицинских учреждениях. Многие бактерии и грибки сохраняют жизнеспособность на твердых поверхностях долгое время — от нескольких дней до недель и месяцев, даже при регулярных дезинфекциях. Некоторые патогены, включая устойчивые к антибиотикам и биоцидным веществам штаммы, способны перенести усиленную очистку дезинфицирующими средствами. Поэтому необходимы антимикробные покрытия, которые можно было бы без значительных затрат наносить на различные поверхности в медучреждениях. Разработки таких покрытий ведутся, но проблемами остаются себестоимость и эффективность, в том числе долговременная.

Ученые из Великобритании предложила новый материал — эпоксидную смолу с добавлением хлоргексидина диглюконата (CHX), хорошо известного антисептика с широким спектром биоцидной активности. Целью исследования, результаты которого опубликованы в Scientific Reports, было не только подтверждение антимикробных свойств полученной краски, но и оценка ее физических характеристик, стабильности, долговечности и возможностей применения в реальных условиях.

Были разработаны два варианта краски: контрольная без CHX и антимикробная с CHX в концентрации 2%. Их наносили на металлические поверхности и подвергали термическому отверждению при 60°C в течение 90 минут. Для контроля присутствия и распределения хлоргексидина использовалась времяпролетная масс-спектрометрия вторичных ионов (ToF–SIMS), позволяющая обнаружить характерные ионные фрагменты хлоргексидина (ионы C₇H₄N₂Cl^-). Также сравнивали физические свойства контрольной и антимикробной красок: водоотталкивающую способность (угол смачивания), прозрачность (по спектру поглощения света) и механическую прочность (устойчивость к царапинам и адгезию).

Хлоргексидин равномерно распределялся по поверхности эпоксидной смолы и сохранялся внутри покрытия после отверждения. В верхнем слое краски его было больше, что, по мнению авторов, может повышать эффективность за счет непосредственного контакта с патогенами. Присутствие CHX не оказывало существенного влияния на прозрачность, угол смачивания или механическую прочность краски.

Антимикробную активность тестировали на четырех клинически значимых микроорганизмах — Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa и Candida albicans. Культуры микроорганизмов наносили на окрашенную поверхность, капли высушивали и выдерживали в течение 18 часов, а затем оценивали выживаемость. У всех протестированных видов число колониеобразующих единиц существенно снизилось после контакта с антимикробной краской по сравнению с контролем. Жизнеспособные клетки E. coli и C. albicans вообще не обнаруживались. Особенно важно, что покрытие оставалось эффективным даже против штамма E. coli, устойчивого к хлоргексидину, а также при повторных инкубациях без промежуточной стерилизации поверхности.

Долговечность антимикробного эффекта оценивалась после 14-дневного вымачивания образцов в фосфатном буфере (PBS) и после хранения компонентов смолы при комнатной температуре на протяжении одного и трех месяцев. Краска не теряла антимикробных свойств, и в растворе не фиксировалось вымывание хлоргексидина (что подтверждено HPLC-анализом). Также не наблюдалось потери эффективности после хранения компонентов в течение трех месяцев при комнатной температуре.

Таким образом, эпоксидная смола с хлоргексидином показывает стабильную антимикробную активность против широкого разнообразия потенциальных патогенов, при этом антисептик не влияет на физические свойства и долговечность покрытия. Оно эффективно даже против устойчивых микроорганизмов, не требует специализированного нанесения и может храниться долгое время без потери свойств. Эта разработка может стать доступным решением для создания антимикробных поверхностей в медицинских и бытовых условиях.

Средства для дезинфекции в малых концентрациях стимулируют антибиотикорезистентность бактерий