В США создана пленка, с которой "соскальзывают" микробы

Инженеры американского Массачусетского технологического института (МТИ) создали сверхтонкую пленку, свойства которой не дают микроорганизмам закрепиться на ней. Изобретение может принести большую пользу борьбе с распространением инфекции.

Исследователи, которые сообщают о своей разработке в статье в журнале Biomacromolecules, обнаружили, что они могут контролировать способность бактерий прикрепляться к поверхности, меняя механическую жесткость полимерной пленки, созданной из так называемых многослойных полиэлектролитов.

По мнению исследователей, этой недорогой и простой в производстве пленкой могут быть покрыты поверхности медицинского оборудования, что, в частности, поможет в борьбе с внутрибольничными инфекциями, которые наносят экономике США ущерб в 4,5 миллиарда долларов ежегодно.

Такие пленки, сообщают авторы исследования, могут как предотвращать увеличения числа опасных бактерий, так и способствовать росту полезной микрофлоры.

Антибактериальный эффект пленки связан с уменьшенной жесткостью пленки. "При прочих равных условиях, более высокая механическая жесткость поверхности увеличивает прикрепление бактерий", - заявила один из авторов исследования Кристин ван Влит, слова которой цитируются в сообщении МТИ.

Жесткость поверхности обычно игнорируется в изучении процесса прикрепления бактерии, внимание обычно обращают на другие свойства - статический заряд, шероховатость, способность отталкивать воду. Новая работа показывает, что жесткость является важным аспектом этой проблемы.

Ван Влит и ее коллеги проверили антибактериальный эффект в опытах с тремя типами микроорганизмов - одной из разновидностей стафилококка, обычно обитающего на коже человека, и двумя типами кишечной палочки.

Новая пленка может быть использована совместно с обычными антибактериальными средствами, что повысит ее эффективность. В их числе - обработка антисептиками или внедрение в поверхности наночастиц металла, которые разрушают стенки бактериальных клеток.

Ведущие авторы исследования Джении Лихтер (Jenny Lichter) и Тодд Томпсон (Todd Thompson) отмечают, что созданная ими пленка может быть использована в медицинских устройствах, которые помещают внутрь тела - в частности, протезы сосудов, другие сердечные имплантанты.

"Если мы сможем ограничить вторжение бактерий вместе с чужеродным объектом, это может увеличить шансы иммунной системы справиться с инфекцией", - говорит Томпсон.

Другое возможное применение пленки - способствовать размножению полезных микроорганизмов, необходимых, в частности, для научных исследований, медицинских тестов, а также для промышленных нужд, например для производства этанола.

Исследователи создали эту пленку толщиной около 50 нанометров (миллиардных долей метра) из слоев полиэлектролитов (один из типов электропроводных полимеров). Разные слои имеют разный уровень кислотности, которая определяет жесткость материала при соприкосновении с кислотно-нейтральной жидкостью, например водой.

Полимерная пленка из слоев с высокой кислотностью жестче, так как полимерные цепочки натягиваются сильнее и ее поверхность меньше деформируется. Если кислотность ниже - пленка мягче.

Ван Влит объясняет антибактериальный эффект пленки особенностями взаимодействия между поверхностью и крошечными волосками на стенках клетки, с помощью которых микроорганизмы прикрепляются к поверхности. Жесткая поверхность обеспечивает лучшее сцепление, и на ней бактерии легче удержаться.

Ученые работают над изучением этого эффекта.