вторник, 13 августа 2019 г.

Самостерилизующийся полимер эффективен против устойчивых к лекарствам патогенов

https://polypropilentm.ru/

Исследователи из Университета штата Северная Каролина обнаружили, что эластичный полимер обладает противомикробными свойствами широкого спектра действия, что позволяет ему в считанные минуты убивать целый ряд вирусов и лекарственно-устойчивых бактерий, включая метициллин-устойчивый золотистый стафилококк (MRSA).

«Мы изучали другой подход к созданию антимикробных материалов, когда мы наблюдали некоторые интересные свойства этого полимера и решили более подробно изучить его потенциал», - говорит Рич Спонтак, соавтор статьи о работе и заслуженный профессор химии. и биомолекулярная инженерия в штате Северная Каролина. «И то, что мы обнаружили, является чрезвычайно многообещающим в качестве альтернативы существующим подходам, связанным с материалами, в борьбе с лекарственно-устойчивыми патогенами. Это может быть особенно полезно в  клинических условиях, например, в больницах или кабинетах врачей, а также в учреждениях пожилого возраста. где передача возбудителя может иметь тяжелые последствия ".

Антимикробные свойства полимера обусловлены его уникальной молекулярной архитектурой, которая притягивает воду к последовательности повторяющихся звеньев, которые химически модифицированы (или функционализированы) группами сульфоновой кислоты .

«Когда микробы вступают в контакт с полимером, вода на поверхности микробов взаимодействует с функциональными группами сульфоновой кислоты в полимере, создавая кислотный раствор, который быстро убивает бактерии», - говорит Реза Гилади, доцент химии в NC Государственный и соавтор статьи. «Эти кислотные растворы можно сделать более или менее мощными, контролируя количество функциональных групп сульфоновой кислоты в полимере».
Исследователи испытали полимер на шести типах бактерий, включая три штамма, устойчивых к антибиотикам: MRSA, ванкомицин-устойчивый Enterococcus faecium и карбапенем-устойчивый Acinetobacter baumannii. Когда 40% или более соответствующих полимерных звеньев содержат группы сульфоновой кислоты, полимер убивает 99,9999% каждого штамма бактерий в течение пяти минут.
Исследователи также проверили полимер на наличие трех вирусов: аналога вируса бешенства, штамма гриппа и штамма человеческого аденовируса.

«Полимер смог полностью уничтожить грипп и аналог бешенства в течение пяти минут», - говорит Франк Шолле, доцент кафедры биологических наук в NC State и соавтор статьи. «Хотя полимер с более низкими концентрациями групп сульфоновой кислоты не оказывал практического действия против аденовируса человека, он мог уничтожить 99,997% этого вируса при более высоких уровнях сульфоновой кислоты».

Одной из проблем исследователей было то, что антимикробный эффект полимера со временем может постепенно ухудшаться, поскольку группы сульфоновой кислоты нейтрализуются, когда они взаимодействуют с положительно заряженными ионами (катионами) в воде. Однако они обнаружили, что полимер можно полностью «перезарядить», подвергая его воздействию кислотного раствора.
«В лабораторных условиях вы можете сделать это, окуная полимер в сильную кислоту», - говорит Гилади. «Но в других условиях, например в больничной палате, вы можете просто опрыскать поверхность полимера уксусом».
Этот процесс «перезарядки» работает, потому что каждый раз, когда одна из отрицательно заряженных групп сульфоновой кислоты объединяется с катионом в воде, что может произойти, когда полимер вступает в контакт с микробами, группа сульфоновой кислоты становится электрически нейтральной. Это делает кислотную группу неэффективной против микробов. Но когда нейтрализованный полимер подвергается воздействию кислоты, эти функциональные группы могут обмениваться связанными катионами с протонами из кислоты, что делает группы сульфоновой кислоты  снова активными и готовыми убивать микробные патогены.

«Работа, которую мы проделали здесь, выдвигает на первый план многообещающий новый подход к созданию антимикробных поверхностей для использования в борьбе с лекарственно-устойчивыми патогенами - в частности, с внутрибольничными инфекциями, в частности, - говорит Гилади.

«Подобные функциональные блочные полимеры очень универсальны - их можно использовать в качестве средств для очистки воды, мягких приводов, солнечных элементов и газоразделительных мембран - и они безопасны для окружающей среды, поскольку их можно легко перерабатывать и повторно использовать», - добавляет Спонтак. «Эти особенности делают их особенно привлекательными для широкого использования.

«И эта работа была сосредоточена только на одной серии полимеров, производимых Kraton Polymers», - говорит Спонтак. «Мы очень хотим увидеть, как мы можем еще больше модифицировать этот и другие полимеры, чтобы сохранить такие эффективные и быстродействующие антимикробные свойства, улучшая при этом другие свойства, которые были бы привлекательны для других применений».

Статья «Самостоятельно стерилизующие заряженные мультиблочные полимеры, которые убивают устойчивые к лекарствам микробы за считанные минуты», появляется в журнале « Материалы Горизонты» .

https://polypropilentm.ru/

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Пишите комментарии по существу