Шведські вчені створили нанозброю проти бактерій

Шведські науковці створили наноструктури, що фізично знищують бактерії без хімії. Це може змінити підхід до боротьби з інфекціями.

Новий метод боротьби з бактеріями полягає у фізичному руйнуванні їх клітинної мембрани за допомогою наноструктур з метал-органічних каркасів.

Метал-органічні каркаси (англ. Metal-Organic Frameworks, MOFs) – це гібридні кристалічні матеріали, які складаються з металевих іонів і органічних з’єднувачів, з’єднаних координаційними зв’язками. У традиційних підходах до боротьби з бактеріями MOFs використовувалися як носії для вивільнення антимікробних агентів або іонів важких металів. Проте дослідники з Технологічного університету Чалмерса у Швеції впровадили принципово нову стратегію. Вони виростили два шари MOFs, сформувавши мікроскопічне покриття з гострими нанострижнями, які розміщені з точно розрахованим інтервалом.

Ці нанострижні пронизують зовнішню мембрану бактерій, фізично знищуючи мікроорганізми без застосування хімічних речовин. За словами провідного автора дослідження, д-ра Чжецзяна Цао, “якщо відстань між нанострижнями занадто велика, бактерії можуть проникнути між ними і прикріпитися до поверхні. Якщо ж вона занадто мала, то механічне навантаження зменшується, і бактерії виживають – це подібно до того, як можна лежати на ліжку з цвяхів і не поранитися.”

Ключовою перевагою цього методу є те, що він не сприяє розвитку стійкості до антибіотиків, адже не використовує хімічних агентів. Покриття з MOFs потенційно може бути застосоване не лише у медичних пристроях, як-от імпланти та катетери, а й у промисловості – на корабельних корпусах або внутрішніх стінках труб, де воно запобігатиме утворенню біоплівок.

Дослідники зазначають, що існують й інші підходи до механічного знищення бактерій – зокрема, поверхні, натхненні крилами бабок та цикад, покриті міддю. Проте, MOFs відкривають нові горизонти в інженерії безпечних антимікробних покриттів, які не порушують екологічного балансу та ефективно захищають від патогенних мікроорганізмів.