Борьба с образованием бактериальных биоплёнок с помощью титана, инкрустированного наночастицами золота

Имплантаты в организме могут служить поверхностью для роста опасных бактериальных биоплёнок. Исследователи из Шанхайского института керамики Китайской академии наук разработали новый антибактериальный материал на основе наночастиц золота, чтобы решить эту проблему.

"Инфекции, связанные с имплантатами, стали упрямой проблемой, часто ведущей к неудаче операции", — заявил Сюаньюн Лю, ведущий исследователь группы. Создание имплантатов, способных убивать бактерии и поддерживать рост кости, — эффективный способ улучшить остеоинтеграцию in vivo.

Принцип работы материала:

• Основу составляет диоксид титана (TiO₂), который сам по себе способен убивать бактерии как фотокатализатор под действием света, нарушая клеточные мембранные процессы.
• Однако в темноте внутри тела эта эффективность падает.
• Наночастицы золота, нанесённые на массив нанотрубок TiO₂, решают эту проблему благодаря явлению локального поверхностного плазмонного резонанса. Это позволяет им действовать как акцепторы электронов даже в темноте, продолжая повреждать бактериальные клетки.

Результаты испытаний:

Исследователи создали массивы нанотрубок TiO₂ методом электрохимического анодирования и нанесли на них наночастицы золота методом магнетронного распыления. При контакте с этим материалом Staphylococcus aureus и Escherichia coli показали обширные повреждения мембран и утечку клеточного содержимого.

Преимущество перед серебром:

В отличие от ранее изучавшихся наночастиц серебра, которые могут вызывать цитотоксичность и повреждение органов, золото химически стабильнее и обладает лучшей биосовместимостью.

"Эти результаты могут открыть новые перспективы для более совершенного дизайна антибактериальных применений на основе наночастиц благородных металлов", — отметил Лю.