Показать меню
29 ноя 15:48Политика

Ультразвук улучшил антибактериальные свойства наночастиц латуни

Ультразвук улучшил антибактериальные свойства наночастиц латуни

Исследователи из Научного центра инфохимии Университета ИТМО и НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера (Санкт-Петербург) описали процессы, происходящие с латунью при ее обработке ультразвуком. Из-за понижения давления в жидкости вокруг сплава появляются пузырьки, которые схлопываются и за счет выброса большого количества энергии приводят не только к появлению вмятин на поверхности, но и к разделению последней на участки с разным химическим составом и отличающимися бактерицидными свойствами. Описанные авторами принципы помогут в разработке новых подходов к лечению инфицированных ран, а именно в создании антимикробных повязок с наночастицами латуни. Результаты работы, выполненной при поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда, опубликованы в журнале Ultrasonics Sonochemistry, кратко они описаны в пресс-релизе фонда.

Патогенные микроорганизмы стали приобретать устойчивость всё к большему количеству антибиотиков. Однако против металлов и их оксидов у микробов и грибков пока что нет защитных механизмов. Именно потому эта группа соединений вызывает особый интерес исследователей. Антибактериальные механизмы металлов очень разнообразны. Например, медь изменяет степень окисления, а «лишний» электрон может передать перекиси водорода — вполне обычной и относительно безопасной для клетки. Такое «донорство» приводит к образованию активных форм кислорода, которые разрушают окружающие их молекулы. Цинк же идет другим путем: он взаимодействует с белками, из-за чего те не могут нормально работать, метаболизм бактерии нарушается, и она гибнет.

«Очень перспективно использовать наночастицы сплава меди и цинка — латуни. По сравнению с пластиной той же массы, что и частицы, последние имеют гораздо большую площадь активной поверхности. Нам интересно улучшить их бактерицидные свойства, и мы применили для этого ультразвук. Акустические вибрации высокой частоты позволяют реализовать очень необычные явления. Например, в жидкости мы сталкиваемся с эффектом кавитации, когда получаются пузырьки, при схлопывании образующие крошечные области с давлением в несколько атмосфер и тысячеградусной температурой. Они могут влиять на поверхность латунных частичек, не только создавая особый рельеф и увеличивая поверхность, но и вызывая образование новых веществ и структур, возможно, более сильных в плане уничтожения микробов», — рассказывает профессор Михаил Носоновский, руководитель группы трибоинформатики НОЦ инфохимии Университета ИТМО.

Ученые обнаружили, что обработка ультразвуком латунных частичек привела к своего рода зонированию: поверхность оказалась разделена на фракции, отличные по своей структуре, строению и свойствам. Первая в основном содержала медь и, соответственно выделяла ее ионы, а вторая — цинк.

Эффекты двух металлов сложились и оказались очень действенными в подавлении роста кишечной палочки. Интересно, что фракционным составом частиц можно было управлять, выбирая характеристики ультразвуковых колебаний, — авторы также привели математические модели, объясняющие наблюдаемые явления.

«Это позволяет нам управлять и свойствами латунных частиц. Всё зависит от того, против каких патогенных микроорганизмов мы хотим бороться, какие метаболические пути и структуры нам нужно поразить. Например, ионы меди обладают более обширным действием и эффективны против патогенов, не нуждающихся в кислороде, в то время как ионы цинка более избирательны — они свяжутся только с определенными участками белков. Варьируя соотношение фракций столь простым способом, как ультразвуковая обработка, мы можем создать идеальные антимикробные повязки, ускоряющие заживление инфицированных ран», — подводит итог доцент Светлана Уласевич, руководитель группы биомиметических материалов НОЦ инфохимии Университета ИТМО.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Крепком – крупнейший магазин по продаже крепежных и такелажных изделий16:12Самые древние образцы заваренного чая датируются V веком до нашей эры15:16Своевременное лечение способно предотвратить аллергию на арахис у детей12:48Еще на одном спутнике Сатурна заподозрили наличие подледного океана14:32Устойчивые к антибиотикам бактерии признаны основной причиной смерти в мире12:16Ряд отечественных сортов картофеля оказался устойчив к опасному вредителю16:32Метизы оптом от компании Машкрепеж16:15Ученые впервые выяснили 3D-структуру Т-клеточного рецептора человека с фрагментом коронавируса12:48В галактике OJ 287 подтверждено существование двойной системы сверхмассивных черных дыр10:32Активные ядра галактик подсвечивают облака межзвездного газа на расстоянии в сотни световых лет14:48Две трети побочных эффектов вакцинации от коронавируса имеют психологическую природу12:32Древний христианский храм в Турции украшает мозаика с павлинами13:48Энтомолог выяснил, где останавливаются на отдых перелетные пчелы11:00Три гробницы с настенными росписями обнаружены в Китае16:00Во время космического полета у человека разрушается больше эритроцитов, чем обычно13:32Повышенное потребление оливкового масла снижает риск смерти от целого ряда болезней15:00Палеонтологи получили доказательство, что панголины жили в плейстоценовой Европе14:00Новый сорт лука не будет вызывать слезы при нарезке10:16