Ученые создали полимерные материалы, препятствующие образованию биопленки

Американские и британские ученые разработали группу полимерных материалов, на поверхности которых не образуется бактериальный налет. Данные полимеры могут быть использованы при создании катетеров, искусственных клапанов сердца и других медицинских изделий, которые имплантируются в организм человека. Результаты исследования опубликованы в журнале «Nature Biotechnology».

Фото © www.sciencecodex.com

Исследование новых полимерных материалов проводилось под руководством профессора Моргана Александера (Morgan Alexander) и профессора Пола Уильямса (Paul Williams) из Ноттингемского университета при участии ученых из Массачусетского технологического университета.

В течение четырех лет исследователи изучали свойства сотен различных полимеров. При помощи специальной технологии микромассивов они смогли нанести на небольшой участок стеклянной поверхности до 400 образцов полимерных материалов и определить количество прикрепившихся к каждому образцу микроорганизмов. Эксперименты проводились с использованием таких патогенных бактерий, как синегнойная палочка, стафилококк золотистый и кишечная палочка.

В ходе лабораторной работы ученые выявили группу акрилатных и метакрилатных полимеров, к поверхности которых прикреплялось наименьшее количество бактерий. Эти полимеры и были использованы для дальнейших исследований.

Во время лабораторного эксперимента ученые нанесли покрытие из новых полимеров на силикон. В результате, покрытая бактериями площадь была в 30 раз (на 96,7%) меньше, чем площадь микроорганизмов, прикрепившихся к поверхности гидрогеля с серебром. Новые материалы также показали свою эффективность in vivo на имплантатах у инфицированных лабораторных мышей. Поскольку бактерии не могли закрепиться на поверхности имплантата, иммунитет животных мог уничтожить их до того, как они приобрели устойчивость за счет образования биопленок.

Напомним, что под биопленкой понимается сообщество микроорганизмов, внедренных в синтезированный ими полимерный матрикс. Бактерии составляют от 5% до 35% массы биопленки, остальная ее часть - это межбактериальный матрикс. Микроорганизмы могут образовывать биопленки как на органической, так и на неорганической поверхности, что позволяет им выживать при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды, антибактериальных средств и даже иммунной системы человека. Поэтому биопленки, которые образуются на вживляемых в организм медицинских изделиях (катетерах, искусственных клапанах сердца, линзах и так далее), приводят к развитию тяжелых хронических заболеваний.

По материалам www.nottingham.ac.uk, www.medportal.ru