Медицина
Медицина

Покриття з чорного фосфору показало дієвість проти супербактерій

Австралійські вчені дослідили можливість використання чорного фосфору для боротьби з патогенними мікроорганізмами. Їхні дослідження показують, що речовина протягом кількох годин вбиває до 99 відсотків мікробів, при цьому сама розкладається протягом доби. Результати опубліковані в журналі Applied Materials & Interfaces.

Клітина гриба (зелена) на надтонкому фрагменті надтонкого шару чорного фосфору (червоний). RMIT University

Клітина гриба (зелена) на надтонкому фрагменті надтонкого шару чорного фосфору (червоний). RMIT University

Навіщо це нам потрібно?

Стійкість до антимікробних препаратів полягає у набутті мікроорганізмами резистентності, через яку ми більше не можемо так ефективно, як раніше, боротися з патогенами. Вона дедалі більше шириться серед мікробів, і це викликає сильне занепокоєння щодо того, що невдовзі навіть неважкі інфекційні захворювання можуть стати небезпечними, як у період, коли ми не мали проти них ліків. Через це науковці безупинно намагаються знайти альтернативні препарати, які зможуть замінити малодієві антимікробні препарати, зокрема антибіотики. Так, потенційні нові ліки вчені вже вбачали в отруті оси, засобах проти артриту та навіть середньовічній очній мазі. Але подібні препарати насправді можуть лише відтермінувати проблему, оскільки з часом мікроорганізми, скоріше за все, стануть нечутливими й до них також. Набагато доцільнішим було б розроблення способів боротьби з патогенами, до яких ті не зможуть розвинути стійкості. Ними можуть стати не хімічні, а фізичні методи, вивченням яких зайнялися і дослідники з Мельбурнського королівського технологічного інституту.

Над чим вони працювали?

Вчені вивчали особливості чорного фосфору — речовини, яка дотепер вивчалася здебільшого в електроніці через властивості напівпровідника. Однак деякі дослідження раніше вказували, що чорний фосфор також має певну антибактеріальну та протигрибкову дію. Річ у тім, що в присутності кисню матеріал починає розкладатися із виділенням активних форм кисню, які пошкоджують живі клітини. Це призводить до того, що матеріал просто розриває клітини, а крім цього нього не може швидко розвинутися резистентність, як до хімічних засобів. Тому австралійські дослідники вирішили детальніше вивчити антимікробний потенціал речовини.

У новій роботі автори протестували ефективність покриття з надтонких шарів чорного фосфору проти п'яти поширених бактерій, серед яких була кишкова паличка E. coli, а також стійкий до антибіотиків метицилінрезистентний золотистий стафілокок (MRSA). Крім цього дієвість чорного фосфору перевірили стосовно п'яти паразитичних грибів, зокрема стійкої до багатьох протигрибкових Candida auris.

Якою виявилася дієвість чорного фосфору?

Усього через дві години після впливу на мікробів чорного фосфору до 99 відсотків клітин як бактерій, так і грибів були зруйновані. Що важливо, протягом 24 годин сам чорний фосфор повністю розклався. На думку вчених, швидка біорозкладність може посприяти використанню речовини в медицині, оскільки вона не накопичуватиметься в організмі та не пошкоджуватиме тканини. Подальші досліди науковців дали змогу навіть визначити, за якої концентрації чорний фосфор все ще зберігає протимікробні властивості, залишаючи при цьому неушкодженими людські клітини.

Кишкова паличка до (зліва) та після (справа) впливу наношарів чорного фосфору. RMIT University

Кишкова паличка до (зліва) та після (справа) впливу наношарів чорного фосфору. RMIT University

У наступних роботах вчені прагнуть перевірити доцільність нанесення покриття з чорного фосфору на поверхні медичних предметів, як-от пов'язки або імплантати. Вони могли б знезаражувати локально тканини, а потім безслідно розчинятися.

Гриб Candida auris до (зліва) та після (справа) впливу наношарів чорного фосфору. RMIT University

Гриб Candida auris до (зліва) та після (справа) впливу наношарів чорного фосфору. RMIT University