Антибактериальные наноиглы
Природа вновь стала прообразом научного изобретения. Крылья стрекоз и цикад имеют особенность строения, которая защищает их от бактерий: на поверхности располагается нанослой из заостренных столбиков, которые приводит к повреждению оболочки бактерии и ее гибели.
Известно, что до 80% заболеваний передается через руки. Дезинфекция поверхностей помогает бороться с распространением инфекции, но ее необходимо проводить регулярно. Кроме того, средства, применяемые для обработки поверхностей, могут содержать вредные химические вещества, например, триклозан. Еще одна проблема дезинфекции заключается в формировании устойчивости бактерий к ней. Также не следует забывать об экологическом аспекте.
Исследователи из Института биоинженерии и нанотехнологий в Сингапуре (Institute of Bioengineering and Nanotechnology (IBN) of A*STAR) предложили использовать нанослой из заостренных столбиков для создания антибактериального покрытия, которое могло бы препятствовать распространению инфекции в общественных местах. Оно могло бы обезопасить людей при касании, например, ручек дверей или кнопки лифта, особенно в больницах и поликлиниках.
Антибактериальное нанопокрытие.
Здесь и далее источник: A*STAR.
Для этого Юген Чжан (Yugen Zhang) и его группа вырастили заостренные наностолбики из оксида цинка, известного своей безопасностью и антисептическими свойствами. Такая структура уничтожает широкий спектр бактерий, включая кишечную палочку и золотистый стафилококк.
Фрагменты уничтоженных кишечных палочек на поверхности нанопокрытия.
Испытания на керамических, стеклянных, титановых и цинковых поверхностях показали, что нанослой убивал до 99,9% микроорганизмов.
Механическое разрушение бактерий имеет ряд преимуществ по сравнению с химическим: оно безопасно для человека, не требует никаких дополнительных манипуляций, а бактерии никак не смогут противостоять ему и сформировать механизмы резистентности.
Дальнейшее изучение показало, что лучше всего антибактериальное нанопокрытие работает на цинковых поверхностях. Это связано с тем, что химическое взаимодействие поверхности с материалом наностолбиков приводило к высвобождению активных форм кислорода, который значительно дополнял антибактериальный эффект.
Помещение цинковой пластины с нанопокрытием в воду, содержащую кишечную палочку, привело к полному уничтожению бактерий. Это означает, что данная технология может быть использована для очистки воды.
Авторы надеются, что их изобретение станет основой для безопасного, недорогого и эффективного способа борьбы с распространением заболеваний, передающихся через грязные руки, а также поможет в перспективе победить внутрибольничную инфекцию.
Статья G. Yi et al. ZnO Nanopillar Coated Surfaces with Substrate-Dependent Superbactericidal Property опубликована в журнале Small.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам A*STAR: Dragonfly-inspired nano coating kills bacteria upon contact.