ТАСС, 30 августа. Австралийские биофизики создали микропокрытие на базе титана, способное уничтожать различные формы патогенных грибков, в том числе возбудителей кандидоза и многих больничных грибковых инфекций. Результаты первых опытов ученых с этим покрытием были представлены в статье в научном журнале Advanced Materials Interfaces.
"Примерно 10% операций по имплантации протезов и устройств в организм пациентов приводит к развитию у больных инфекций, спровоцированных попаданием грибков вида Candida, стойких к действию лекарств. Мы разработали уникальное противогрибковое покрытие на базе титановых микроколонн, которое предотвращает образование грибковых биопленок и при этом заставляет клетки грибков самоуничтожаться", - пишут исследователи.
Это покрытие было разработано группой австралийских биофизиков под руководством Елены Ивановой, профессора Мельбурнского королевского технологического университета. Оно представляет собой титановую пленку, поверхность которой ученые покрыли множеством миниатюрных столбиков из титана высотой в 3,5 микрона.
Источником вдохновения для создания этого покрытия послужила структура крыльев американских цикад и некоторых других насекомых. Недавно ученые обнаружили, что колонии грибков, попадающие на поверхность крыльев цикад, быстро гибнут в результате запуска в их клетках апоптоза, программы клеточного самоуничтожения.
Титановое противогрибковое покрытие
Так, ученые попытались придать аналогичную структуру поверхности пленке из титана, металла, который широко используется при изготовлении различных хирургических инструментов и протезов. Для этого они обработали поверхность титанового листа при помощи плазмы низкого давления, что привело к формированию набора из столбиков высотой в 3,5 микрона и диаметром в 760 нм.
После подготовки покрытия исследователи нанесли на него колонии двух патогенных грибков, Candida albicans и Candida auris, стойкие к действию большинства уже существующих лекарств. Наблюдения показали, что микропокрытие уничтожило и тех, и других грибков и при этом оно сохраняло свои фунгицидные свойства на протяжении как минимум недели.
Последующее изучение обработанных пленок показало, что контакт клеток грибков со столбиками приводит к их деформации, появлению крупных пор в клеточных мембранах и к повышению уровня клеточного стресса. В результате этого грибки перестают делиться, а примерно половина из них быстро гибнет. Это также предотвращает появление биопленок на поверхности титана, внутри которых грибки скрывают себя от внимания иммунной системы.
Эта особенность покрытия, как считают исследователи, в перспективе позволит использовать его для значительного снижения вероятности заражения пациентов грибками при проведении хирургических операций по имплантации различных конструкций из титана, а также при проведении других инвазивных процедур в больницах.