Фотобактерицидное покрытие против внутрибольничных инфекций

Новое бактерицидное покрытие активируется при умеренном освещении и убивает патогенные микроорганизмы за счет образования перекиси водорода.

Credit:
Pressmaster | Shutterstock.com

Внутрибольничные инфекции часто ассоциированы с бактериями, обитающими в катетерах и дыхательных трубках. В статье, опубликованной в Nature Communications, описана новая технология, позволяющая справиться с этой проблемой. Специальное покрытие при воздействии света убивает бактерии, которые на него попадают.

В отличие от предыдущих вариантов покрытия, активных при свете в красной части спектра, новое изобретение эффективно при белом свете. Его антибактериальные свойства проявляются при умеренной освещенности — в среднем всего 312 люкс. Параметры работы покрытия приближены к условиям освещенности в больничных палатах и комнатах ожидания.

Покрытие состоит из нанокластеров, включающих золото и цистеин [Au25(Cys)18], которые вместе с красителем кристаллическим фиолетовым погружены в силиконовый полимерный матрикс. Кристаллический фиолетовый в присутствии золота и под воздействием света он инициирует образование активных форм кислорода, разрушающих мембраны и ДНК бактерий.

Авторы проверили активность покрытия при различной освещенности против грамположительной бактерии Staphylococcus aureus и грамотрицательной Escherichia coli— основных возбудителей внутрибольничных инфекций. На образцы полимерного матрикса с различным наполнением наносили суспензию бактерий, содержащую около 100 000 колониеобразующих единиц в 1 мл. Рост бактерий исследовали в темноте и при белом свете с освещенностью 200–429 люкс.

На свету образец, содержащий только кристаллический фиолетовый, не проявлял бактерицидных свойств. Однако в тех же условиях полимер с красителем и нанокластерами [Au25(Cys)18] замедлял рост S. aureus на 3,3 порядка через шесть часов инкубации, а рост E. coli — на 2,8 порядка через 24 часа. Ученые выяснили, что бактерицидное действие во втором случае обусловлено образованием перекиси водорода, которая воздействует на бактериальные клетки снаружи. Грамотрицательные бактерии обладают двойной мембраной. Вероятно, в этом кроется причина большей устойчивости E. coli: перекиси требуется дополнительное время на разрушение второго мембранного слоя.

Использование нового полимера в качестве внутреннего покрытия катетеров и дыхательных трубок обезопасит пациентов от нозокомиальных инфекций. Кроме того, новую технологию можно использовать для обеззараживания клавиатур и чехлов телефонов.

Источник

Hwang, G.B., et al. // Photobactericidal activity activated by thiolated gold nanoclusters at low flux levels of white light. // Nature Communications 11, 1207 (2020); DOI: 10.1038/s41467-020-15004-6
Добавить в избранное

Вам будет интересно