Уральские ученые создали нанокомпозитный материал с бактерицидными свойствами
Химики Уральского федерального университета (УрФУ) разработали новый метод синтеза нанокомпозита на основе оксида алюминия и серебра. Этот материал обладает сильными антибактериальными свойствами и может быть использован в биомедицинских целях: для изготовления бактерицидных волокон, защитных тканей, хирургических нитей, перевязочных материалов. Кроме того, планируется использовать его в производстве спецодежды, для изготовления бактерицидных тканей для туристов и спортсменов.
Наночастицы серебра, в том числе в составе композитов, эффективно борются с бактериями. Однако производство таких материалов требует сложного оборудования и значительных затрат. Уральские химики предложили более простой и дешевый метод.
«Берутся соли металлов, которые входят в состав сложного оксида, и органический компонент — глицин, глицерин, лимонная кислота, поливиниловый спирт или другие. Эта композиция в виде пленок поджигается, синтезируется сложный оксид. Затем подбирается температура термообработки. В итоге мы получаем наноразмерные частицы, морфологией которых, а значит и их свойствами, мы можем управлять. Это очень простой метод синтеза, который позволяет сэкономить время, удешевить процесс получения соединений и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу», — рассказал руководитель исследования, заведующий отделом химического материаловедения УрФУ Александр Остроушко.
Меняя условия синтеза, ученые создали наночастицы серебра разных размеров (от 1 до 200 нм) и форм (круглые, пластинчатые, в виде «нанокрабов» и другие). Задавая размер и форму, химики смогли влиять на свойства материала: получать пролонгированный или краткосрочный, но сильный антибактериальный эффект. Эффективность композита проверили на кишечной палочке (Escherichia coli). Эксперименты показали, что патогены гибнут при контакте с новым материалом.
«Наши коллеги-биологи исследовали активность разных вариантов нанокомпозитов на кишечной палочке и выявили наиболее подходящий вариант с максимальными бактерицидными свойствами. Мы полагаем, что это показательный результат, и антибактериальное действие будет схоже и по отношению к другим патогенам», — отметила одна из авторов разработки, младший научный сотрудник отдела химического материаловедения УрФУ Анастасия Пермякова.
Новым методом получения нанокомпозита уже заинтересовались коллеги из Новосибирска и Иваново. Новосибирские ученые создают остеоинтегрированные имплантаты, которые должны быть не только биосовместимыми, но и обладать длительным антибактериальным действием, чтобы после интеграции имплантата не возникли воспаления или другие нежелательные последствия. Ивановские исследователи разрабатывают антибактериальные ткани. Как полагают авторы, при доработке технологии композит подойдет для имплантатов из медицинских сплавов на основе титана, а также для других задач.
Разработка нового метода синтеза нанокомпозита проходила при содействии коллег из Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН и Института химии твердого тела УрО РАН. Исследование выполнено в рамках государственного задания Минобрнауки России.