Наночастицы селена подавляют рост биопленки стафилококка на медицинских имплантатах

Источник: phys.org

Ученые Университета Брауна (США) пришли к выводу, что покрытие поверхности медицинских имплантатов наночастицами селена препятствует росту колоний золотистого стафилококка. Один из участников проекта, профессор Томас Вебстер, долгое время изучал селен в качестве возможного противоопухолевого агента. В ходе экспериментов он обнаружил другой эффект использования наночастиц селена — антибактериальный. Вместе со своим аспирантом Ван Ци он провел исследование, посвященное воздействию селена на биопленки стафилококка. Бактериальные биопленки часто образуются на поверхности медицинских имплантатов. Причем уничтожить их при помощи антибиотиков довольно сложно. В настоящее время некоторые имплантаты имеют антибактериальное покрытие из наночастиц серебра.

Но селен — менее дорогой и более приемлемый для организма материал. Он входит в состав многих витаминно-минеральных комплексов и совершенно безопасен. В экспериментах Томас Вебстер и Ван Ци использовали два типа наночастиц селена — крупные и мелкие. При помощи простой и быстрой методики наночастицы были размещены на поверхности из поликарбоната — (материала, из которого изготовляются катетеры и эндотрахеальные трубки). Некоторые участки поверхности были обработаны при помощи клейкой ленты. Это было сделано для проверки качества покрытия и для изучения влияния деградации наночастиц на бактерии. Для измерения концентрации частиц и площади селена, контактирующей с бактериями, ученые использовали электронные и атомно-силовые микроскопы.

Первая часть опыта показала, что наночастицы меньшего размера более прочно удерживались на поверхности, чем крупные. Затем исследователи приступили к главному эксперименту — подвергли поликарбонат воздействию культуры бактерий стафилококка. Использовались образцы с крупными и мелкими наночастицами, некоторые из них были обработаны лентой, некоторые — нет. Для контроля использовались поликарбонатные заготовки без антибактериального покрытия. Все четыре типа покрытия показали свою эффективность в снижении количества бактерий через 24 и 72 часа. Самый лучший результат показали образцы с мелкими наночастицами, прошедшие испытание при помощи клейкой ленты. За 24 часа население бактериальной колонии уменьшилось на 90%, а после 72 часов — на 85% (по сравнению с поверхностями без покрытия).

Вне зависимости от типа покрытия, через 48 часов эксперимента количество бактерий резко возрастало. Видимо, за этот срок стафилококк достигает полного преимущества в культуральной среде. Но после 72 часов уровень бактерий резко снижался. В ближайшем будущем ученые планируют провести испытания на животных. При контакте с живыми организмами стафилококк будет иметь больше доступа к питательным веществам. С другой стороны, на бактерии будет влиять не только селеновое покрытие, но и иммунная система животных. Если тестирование пройдет успешно, новая технология найдет широкое применение в медицине. Подавление роста колоний стафилоккока на поверхности эндотрахеальных трубок и катетеров позволит использовать их в течение более длительного времени. То есть можно будет избежать частой смены имплантатов и снизить количество травматических воздействий на пациентов.