20.08.2012

Химики создали устойчивые к бактериям полимеры

Инвазивное медицинское оборудование, на котором оседают бактерии, может стать причиной вспышек внутрибольничных инфекций или даже вызвать отторжение имплантантов. Всё из-за микроорганизмов, которые могут образовывать на поверхности различных предметов и инструментов биоплёнки. Подобные скопления позволяют бактериям противостоять естественной защите организма и антибиотикам.

Предотвращение развития таких "сообществ" является приоритетной задачей медиков, особенно когда речь идёт об использовании катетеров, сердечных клапанов или искусственных суставов. С этой целью учёные всего мира разрабатывают антибактериальные покрытия с широким спектром возможного медицинского применения.

Специалисты университета Ноттингема добились беспрецедентного успеха в этом направлении. Учёные открыли новый класс родственных по структуре полимеров, которые содержат эфирные и циклические углеводородные функциональные группы.

Исследователям пришлось искать среди тысяч химических составов, проверяя каждый полимерный материал на устойчивость к воздействию таких бактерий, как синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa), золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) и кишечная палочка (Escherichia coli).

Столь масштабная работа стала возможна благодаря специально разработанной технологии, созданной специалистами из Массачусетского технологического института (MIT). Метод времяпролётной масс-спектрометрии позволил одновременно изучать структуру и свойства сотен полимеров в микроформате.

Результаты четырёхлетнего исследования с бюджетом в 1,3 миллиона фунтов стерлингов (65 миллионов рублей) были опубликованы в журнале Nature Biotechnology. Учёные продемонстрировали, что при использовании новых полимерных материалов в качестве покрытия для медицинских инструментов их поверхность отталкивает бактерии, что препятствует образованию биоплёнок.

В ходе испытаний новые материалы наносили на силиконовую основу и подвергали бактериальному воздействию. Выяснилось, что площадь, занимаемая микроорганизмами на её поверхности, была до 30 раз (на 96,7%) меньше, чем для предыдущего лидера среди антибактериальных покрытий – гидрогеля серебра.

В дальнейшем эксперименты продолжили на мышах. Грызунам имплантировали катетеры с новым покрытием и отслеживали развитие инфекций и антибактериальную активность полимера. Материалы не давали микробам оседать на поверхности, и иммунная система организма мыши успевала уничтожить их до формирования биоплёнки.

"Это крупный научный прорыв, — рассказывает один из руководителей исследования профессор Морган Александр (Morgan Alexander). – Новый материал предотвращает образование биоплёнок на самой ранней стадии, когда бактерии только пытаются закрепиться на поверхности медицинских инструментов".

Сейчас исследователи демонстрируют широкой общественности лишь первые успехи и, по мнению специалистов, они многообещающи. Теперь предстоит внедрить новое полимерное покрытие в производство медицинского оборудования и оценить его эффективность в противостоянии бактериальным инфекциям в клинической практике.

Дарья Загорская

Источники:

1. Вести.Ru