Инженеры создали полимерные «щетинки» для защиты поверхности от белков и бактерий
Инженеры создали безопасное покрытие из «щетинок» силиконового полимера. Оно мешает белкам и микробам закрепляться на поверхностях и может снизить зависимость больниц от агрессивных дезинфектантов.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 7 мая. /Новости науки/. Инженеры создали нетоксичное покрытие из силиконового полимера PDMS, которое мешает белкам прилипать к стеклу и другим поверхностям. Такая технология может помочь в борьбе с внутрибольничными инфекциями, говорится в статье в журнале Chemical Engineering Journal.
Многие инфекции передаются через прикосновения к загрязненным поверхностям. Бактерии часто выделяют липкий слой белков. Он помогает им закрепиться на материале и создать устойчивую колонию. Если не дать этим белкам прилипнуть, микробам будет сложнее удержаться на поверхности.
Исследователи использовали полидиметилсилоксан, или PDMS. Это гибкий, прозрачный и биосовместимый силиконовый полимер. Его уже применяют в медицине, в том числе в контактных линзах и имплантах. Обычно цепочки PDMS соединяют между собой, получая силиконовую резину. В новой работе ученые сделали иначе: они закрепили на поверхности длинные цепи PDMS, которые торчат наружу, как мягкие щетинки.
Эти «щетинки» не жесткие. Они изгибаются и двигаются, поэтому поверхность ведет себя почти как жидкая. Из-за этого липким белкам трудно за нее зацепиться.
Для проверки ученые использовали бычий сывороточный альбумин — белок из крови коров. Он служил моделью бактериальных белков. Капли раствора с этим белком наносили на обычное стекло, на стекло с новым покрытием и на другие антиадгезионные поверхности.
На обычном стекле после высыхания капли оставался темный след по краям. Этот эффект похож на кофейное кольцо: раствор испаряется, а частицы собираются у края пятна. На поверхности с «щетинками» PDMS белок вел себя иначе. След сжимался вместе с каплей, потому что белки не могли закрепиться на материале.
В конце на покрытии оставалась лишь небольшая точка сухого осадка. По словам авторов, ее можно было удалить слабым потоком воздуха или смыть простой водой, без отбеливателя и других жестких химических средств.
В испытаниях покрытие из PDMS лучше сопротивлялось налипанию белков, чем некоторые покрытия на основе PFAS. К этой группе веществ относится, в частности, тефлон. При этом высокие уровни воздействия PFAS связывают с рисками для здоровья, поэтому PDMS может стать более безопасной альтернативой.
Следующий этап работы — проверка покрытия на настоящих бактериальных белках и патогенных микроорганизмах. Команда также обсуждает технологию с производителями медицинского оборудования. По словам Головина, процесс нанесения покрытия можно масштабировать, но для внедрения нужно подобрать экономичный способ производства.
Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.
Многие инфекции передаются через прикосновения к загрязненным поверхностям. Бактерии часто выделяют липкий слой белков. Он помогает им закрепиться на материале и создать устойчивую колонию. Если не дать этим белкам прилипнуть, микробам будет сложнее удержаться на поверхности.
Исследователи использовали полидиметилсилоксан, или PDMS. Это гибкий, прозрачный и биосовместимый силиконовый полимер. Его уже применяют в медицине, в том числе в контактных линзах и имплантах. Обычно цепочки PDMS соединяют между собой, получая силиконовую резину. В новой работе ученые сделали иначе: они закрепили на поверхности длинные цепи PDMS, которые торчат наружу, как мягкие щетинки.
Эти «щетинки» не жесткие. Они изгибаются и двигаются, поэтому поверхность ведет себя почти как жидкая. Из-за этого липким белкам трудно за нее зацепиться.
Для проверки ученые использовали бычий сывороточный альбумин — белок из крови коров. Он служил моделью бактериальных белков. Капли раствора с этим белком наносили на обычное стекло, на стекло с новым покрытием и на другие антиадгезионные поверхности.
На обычном стекле после высыхания капли оставался темный след по краям. Этот эффект похож на кофейное кольцо: раствор испаряется, а частицы собираются у края пятна. На поверхности с «щетинками» PDMS белок вел себя иначе. След сжимался вместе с каплей, потому что белки не могли закрепиться на материале.
В конце на покрытии оставалась лишь небольшая точка сухого осадка. По словам авторов, ее можно было удалить слабым потоком воздуха или смыть простой водой, без отбеливателя и других жестких химических средств.
В испытаниях покрытие из PDMS лучше сопротивлялось налипанию белков, чем некоторые покрытия на основе PFAS. К этой группе веществ относится, в частности, тефлон. При этом высокие уровни воздействия PFAS связывают с рисками для здоровья, поэтому PDMS может стать более безопасной альтернативой.
Следующий этап работы — проверка покрытия на настоящих бактериальных белках и патогенных микроорганизмах. Команда также обсуждает технологию с производителями медицинского оборудования. По словам Головина, процесс нанесения покрытия можно масштабировать, но для внедрения нужно подобрать экономичный способ производства.
Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.
