Сегодня - 23.10.2018

Красноярские ученые разработали антимикробные покрытия из бактериальной целлюлозы

12 декабря 2017
 
Коллектив ученых Сибирского федерального университета и ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН разработал композитные пленки из бактериальной целлюлозы, нагруженные антибиотиками и наночастицами серебра. В экспериментальных условиях образцы подавляют развитие модельных культур патогенных организмов — кишечной и синегнойной палочек, стафилококка, клебсиеллы. Исследователи отмечают, что полученные пленки могут быть использованы для производства антибактериальных раневых покрытий. Результаты работы опубликованы в журнале Polymer Testing
 
Бактериальная целлюлоза — материал, который в последнее время привлек внимание многих исследователей. Микроорганизмы производят это соединение как побочный продукт жизнедеятельности. Целлюлоза, которую синтезируют бактерии, близка к растительной, при этом обладает рядом уникальных свойств — отличается высокой биосовместимостью, не вызывает аллергических реакций или токсичных эффектов при контакте с живыми клетками; имеет наностроение, похожее на структуру тканей человека. Для расширения областей применения бактериальной целлюлозы необходим поиск новых штаммов продуцентов и разработка высокопродуктивных технологий.
 
Недавно красноярские ученые выделили и запатентовали штамм уксуснокислых бактерий Komagataeibacter xylinus B-12068, способный производить целлюлозу в больших количествах. Это позволило перейти к экспериментам по использованию выделяемого из бактерий соединения в биомедицинских целях. Для производства антимикробных покрытий необходимо прочно связать целлюлозную основу с бактерицидными агентами. При этом, учитывая задачи промышленного масштабирования, технология получения композитной пленки должна быть достаточно простой и не затратной.
 
Антибактериальные диски подавляют рост патогенных микроорганизмов
 
Исследователи протестировали несколько антимикробных пленок, представляющих собой композиты целлюлозы с антибиотиками цефтриаксоном и амикацином или наночастицами серебра. Для создания раневых покрытий, нагруженных антибиотиками, пленки пропитывали раствором лекарственного препарата и высушивали. Технология получения покрытий с наночастицами серебра была более сложной. Сначала целлюлозные пленки нагревали в растворе нитрата серебра, а после замораживали, высушивали и прессовали в вакууме.
 
«Мы детально исследовали свойства полученных покрытий, их способность связывать белки и выделять действующие антимикробные соединения. Оба типа пленок были эффективны в качестве потенциальных раневых покрытий. Пленки с антибиотиками оказались чуть более эффективны, чем с наночастицами серебра, в подавлении патогенных микроорганизмов. Однако пленки с серебром были не токсичными при контакте с клетками, формирующими эпидермис», — рассказывает заведующая лабораторией Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН, доктор биологических наук,  профессор Сибирского федерального университета Татьяна Григорьевна Волова.
 
Композитная пленка из бактериальной целлюлозы с добавкой наночастиц серебра (слева). Волокна целлюлозы с агрегатами из наночастиц серебра, изображение получено с помощью сканирующего электронного микроскопа (справа)
 
Работу по созданию антимикробных покрытий можно рассматривать как одно из звеньев будущей технологической цепочки под ключ. Сначала ученые выделили и запатентовали новый штамм бактерий, который способен производить целлюлозу. Потом определили оптимальные условия для синтеза этого ценного соединения. Сейчас научились получать пленки, нагруженные антибактериальными агентами, исследовали их структуру и продемонстрировали важные для медицинских материалов свойства. 
 
«Мы полагаем, что такие материалы можно использовать для лечения ран, в том числе осложненных гнойной инфекцией. Чтобы довести материал до реальной медицины требуется, как минимум, проверить покрытия на животных и масштабировать технологию получения пленок. Важно, что у нас есть свой продуцент целлюлозы —штамм бактерий, и относительно простые регламенты получения антибактериальных раневых покрытий. В стадии завершения и описания — эксперимент по применению разработанных изделий из целлюлозы для лечения модельных повреждений кожных покровов и подкожной клетчатки», — пояснила Татьяна Волова. 
 
Исследование выполнено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Красноярского краевого фонда науки.
 
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН
 
Фото предоставлены Татьяной Воловой
 
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus