Химик РУДН создал антибактериальные пленки из координационных полимеров с эффективностью до 99,99%

Из-за быстрой мутации опасные микроорганизмы постоянно приспосабливаются к новым антибиотикам и антисептикам. Особенно трудно уничтожить бактерии, когда они формируют биопленку — прикрепляются друг к другу и создают сообщество, готовое дать отпор антимикробным средствам. Решить эту проблему могут координационные полимеры — «каркасы» из ионов металлов и органических связок. Они мешают патогенам образовывать биопленки и размножаться на поверхностях. Химики РУДН создали два координационных полимера с ионами серебра, которые обладают почти стопроцентными антибактериальными свойствами.

«Мы разработали протокол синтеза, описали характеристики и структурные свойства двух новых биоактивных полимеров на основе ионов серебра. Мы прикрепили эти соединения к эпоксидной пленке из масла соевых бобов и создали гибридный материал для антимикробного применения», — Александр Кириллов, доктор химических наук, сотрудник Объединенного института химических исследований РУДН.

Координационные полимеры состоят из циклических конструкций, центральный элемент в каждой из которых — атом или ион-комплексообразователь. Чтобы получить полимеры на основе серебра, ученые использовали соль нитрат серебра и пиромеллитовую или тримезиновую кислоты. Полимеры получили в процессе самосборки — циклические фрагменты сами соединились друг с другом и затем были добавлены в подложку-матрицу из масла соевых бобов. Химики создали три типа пленок с разной концентрацией координационного полимера — 0.05%, 0.1% и 0.5%.

Химики РУДН проверили, смогут ли бактерии образовывать биопленки на поверхностях, которые покрыты новыми полимерами. Для эксперимента использовали четыре патогена, которые формируют биопленки в организме человека и вызывают заболевания. Эпидермальный стафилококк Staphylococcus epidermidis вызывает сепсис, эндокардит, конъюнктивит, Золотистый стафилококк Staphylococcus aureus вызывает гнойные воспалительные процессы почти во всех органах и тканях, Синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa — возбудитель внутрибольничных инфекций у человека, а в основном безвредная Кишечная палочка Escherichia coli иногда может вызывать тяжелые пищевые отравления. Новые полимеры оказались активны против всех четырех бактерий, причем эффективность защиты зависела от концентрации. Одно из покрытий оказалось более перспективным — пленка с 0.05% активного полимера уничтожила 99,99% бактерий всех четырех видов.

«Мы показали новые возможности координационных полимеров — их антибактериальное действие. Эти многообещающие результаты могут послужить созданию новых функциональных биоматериалов, которые будут защищены от биопленок», — Александр Кириллов, доктор химических наук, сотрудник Объединенного института химических исследований РУДН.

Результаты опубликованы в журнале ACS Publications (ACS Appl. Mater. Interfaces).