Разработан новый антибактериальный материал для имплантов

Очень важно предотвращать колонизацию бактерий на ранних послеоперационных стадиях. Существуют четыре основные стратегии и соответствующие им типы антибактериальных поверхностей, специально предназначенные для борьбы с инфекцией: выделение бактерицидов, антиадгезионная защита, чувствительность к рН и контактное уничтожение. Российские исследователи из НИТУ «МИСиС» с коллегами из США и Чехии определили антибактериальную эффективность различных типов бактерицидных ионов и выявили возможность вклада поверхностных микрогальванических эффектов, возникающих в результате разницы потенциалов на неоднородных поверхностях. Также они рассмотрели пять типов пленок TiCaPCON с наночастицами Ag, Zn, Pt, Ag + Zn и Pt + Zn (NPs) на их поверхности. Модифицированная пленка Ag продемонстрировала выраженный антибактериальный эффект при очень низкой концентрации ионов серебра в физиологическом растворе, что было достигнуто уже через 3 часа после погружения в бактериальную культуру кишечной палочки (Escherichia coli). Zn-содержащий образец также показал заметный антибактериальный эффект против штаммов E. coli и Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк), при котором концентрация ионов Zn была на 2 порядка выше, чем у ионов серебра. Наличие Ag NPs ускорило выщелачивание иона Zn из пленки TiCaPCON-Ag-Zn, но синергетического эффекта одновременного присутствия двух бактерицидных компонентов не наблюдалось. После инкубации образцов с использованием NP Ag, Zn и Ag + Zn в суспензиях E. coli и S. aureus в течение 24 и 8 часов, соответственно, все бактериальные клетки были полностью инактивированы. Pt-содержащая пленка показала очень низкий уровень выделения ионов Pt, и поэтому вклад этого типа ионов в общий бактерицидный эффект не учитывался. Результаты электрохимических исследований и зондовой силовой микроскопии показали, что между Pt NPs и пленкой TiCaPCON образуются микрогальванические пары, но заметного антибактериального эффекта против штаммов E. coli или S. aureus не наблюдается. Все ион-модифицированные образцы обеспечивают хорошее прикрепление, распространение и пролиферацию остеобластных клеток и не являются токсичными. Кроме того, пленки TiCaPCON с Ag, Pt и Zn NPs на их поверхности показали хорошие остеопроводящие характеристики.
Лучший результат показали наночастицы серебра. Эффективен против штаммов E. coli и S. aureus оказался и цинк.
Источник: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b06671