Cientistas de materiais da MISIS University apresentaram nano-revestimentos antibacterianos com até 99,99% de eficiência contra patógenos microbianos e fúngicos. Um material à base de nitreto de boro e prata metalizada ultrafina ou nanopartículas de óxido de ferro não apresenta efeitos colaterais negativos típicos e, portanto, pode se tornar uma alternativa segura aos antibióticos em traumatologia, cirurgia e implantodontia. Os resultados do trabalho foram publicados na revista Applied Surface Science .
A história da humanidade está ligada ao combate às infecções, e o problema ainda é agudo. Devido ao aumento significativo do número de intervenções cirúrgicas e ao surgimento de bactérias resistentes aos antibióticos, o problema de suprimir a infecção nos estágios iniciais tornou-se especialmente relevante. Por exemplo, de acordo com a revista científica Lancet , mais de um milhão de pessoas morreram de infecções bacterianas resistentes a antibióticos em 2019. De acordo com a mesma publicação, a mortalidade por resistência bacteriana a antibióticos agora perde apenas para acidente vascular cerebral e doença cardíaca coronária.

Além disso, cientistas de todo o mundo estão tentando resolver o problema das infecções microbianas causadas pela instalação de implantes durante a cirurgia. A cirurgia ortopédica e dentária é um problema particularmente grave. Não é segredo que a terapia medicamentosa concomitante para inflamação ao redor dos implantes muitas vezes leva a efeitos colaterais devido às propriedades dos antibióticos e altas doses.

Um grupo de cientistas do NUST MISIS, em cooperação com colegas do Centro Estadual de Pesquisa em Microbiologia e Biotecnologia Aplicada, ofereceu uma solução não padronizada para o problema - um efeito triplo complexo em um patógeno infeccioso:dano físico à membrana bacteriana, efeito bactericida devido à liberação de íons metálicos e à síntese de espécies reativas de oxigênio que destroem patógenos.

"Para resolver o problema, sintetizamos revestimentos constituídos por nanopartículas de nitreto de boro, modificadas com prata metálica ultrafina ou nanopartículas de óxido de ferro. Os transportadores de nitreto de boro têm uma forma esférica única com uma superfície coberta por agulhas. sua membrana celular em contato direto com a superfície. Os próprios revestimentos emitem íons metálicos dependendo da concentração. Nossos estudos mostraram que, em uma concentração inibitória mínima, nanopartículas de óxido de ferro (74 μg/cm ² ) suprimem efetivamente o crescimento de bactérias gram-negativas E. coli, bem como cepas bacterianas staphylococcus aureus e streptococcus pneumoniae durante as primeiras três horas. Revestimentos com prata em uma concentração mínima igual a 12 μg/cm inativam completamente as bactérias”, disse Christina Gudz, uma das autoras do estudo, pesquisadora do Laboratório de Nanomateriais Inorgânicos NUST MISIS.

Descobriu-se que este revestimento destrói 100% dos microrganismos estudados. As cepas bacterianas e o fungo Candida parapsilosis morrem dentro de 24 horas após a exposição. Segundo os pesquisadores, as nanopartículas esféricas e em forma de agulha ("shaggy") só podem ser formadas a partir de nitreto de boro.

O aumento da atividade bactericida e fungicida das amostras obtidas está associado à formação de um grande número de espécies reativas de oxigênio:os radicais livres danificam as membranas dos microrganismos, o que leva à sua morte.

Os desenvolvedores ressaltam que os testes comprovaram a ausência de citotoxicidade do revestimento, o que significa que ele é seguro para o paciente, enquanto sua substância ativa é eficaz contra patógenos. A diferença predominante no revestimento em relação aos análogos são as doses mínimas de componentes bactericidas e a completa ausência de um preenchedor antibiótico, o que elimina a resistência.

A equipe testou as amostras obtidas como revestimentos para implantes. O próximo passo será usar o desenvolvimento como material de curativo em traumatologia e cirurgia. Eles também planejam realizar estudos in vitro no futuro, mas agora a prioridade é realizar estudos sobre cepas perigosas de bactérias e vírus (Vibrio cholerae, COVID-19 etc.). + Explorar mais

Os nanofilmes de nitreto de boro substituirão os antibióticos para proteção contra infecções bacterianas e fúngicas