NUST MISIS 材料科学家展示了基于氮化硼的抗菌纳米涂层,该涂层对微生物病原体非常有效(高达 99.99%)。它们可以成为种植学中常用抗生素的安全替代品,因为它们没有典型的负面副作用。这项工作的结果发表在ACS Applied Materials & Interfaces 上。
由于全球外科手术数量的显着增加,科学家们正在解决由植入物引起的微生物感染问题。在骨科和牙科手术中尤其严重。由于抗生素的特性以及所需的高剂量,对植入物周围炎症的伴随药物治疗通常会导致副作用,这已不是什么秘密。
A组从NUST MISIS年轻科学家已经通过研究抗生素抗性革兰氏阴性菌大肠杆菌(大肠杆菌)和由结构化的纳米薄膜的相互作用提出一个非标准解决问题的硼 的氮化物的表面。事实证明,这种涂层在 24 小时后使细菌细胞 100% 失活。
“六方氮化硼具有独特的物理化学和机械性能的复合物。作为实验的结果,我们发现氮化硼纳米颗粒的特殊特定结构提供了与抗生素相当的杀菌效果:细菌因此而死亡与纳米薄膜的特殊针状表面直接物理接触。同时,没有抗生素对身体组织的典型副作用,氮化硼本身不会引起细胞毒性,“克里斯蒂娜说Gudz 是该研究的合著者,也是 NUST MISIS 无机纳米材料实验室的研究员。
研究人员更进一步,用庆大霉素抗生素填充了氮化硼薄涂层的微孔。结果是由于药物在短时间内完全释放而产生抗菌作用。此外,其剂量比传统注射剂少一个数量级。
“考虑到患者的平均体重为 60 公斤,他的每日抗生素剂量约为 180 毫克;假设植入面积为 30 厘米2并且考虑到正在研究的纳米涂层释放 55 微克抗生素第一天,事实证明,所提出的方法假设的抗生素比标准注射少 100 倍,”Christina Gudz 补充道。
据该开发的作者称,将基于氮化硼纳米颗粒的抗菌膜应用于植入物可以最大限度地降低由于表面本身的物理特性以及在抗生素改性的情况下细菌污染的风险,在不加重植入物的情况下局部递送最少量的杀菌成分。
目前,该团队正在完成对所得涂层的体外研究,同时也在致力于优化涂层方法以备将来使用。