Аспирантка СФТИ ТГУ Дарья Гончарова выиграла стипендию президента РФ
на проведение исследований, в рамках которых будет применен новый
способ синтеза наночастиц медицинского назначения. Получение
наноантибиотиков методом импульсной лазерной абляции в газовой среде
может существенно повысить чистоту и активность конечного продукта. В
дальнейшем разработка молодого ученого может быть применена для
изготовления повязок, ускоряющих процесс регенерации ран, и улучшения
антибактериальных свойств биоматериалов для замены кости.
– Одна и важнейших проблем современной медицины – появление так называемых «супербактерий» – новых штаммов и бактерий, устойчивых к последним поколениям антимикробных препаратов, – говорит сотрудник лаборатории новых материалов и перспективных технологий СФТИ ТГУ Дарья Гончарова. – В ряде случаев перспективным средством могут стать нанончастицы. С одной стороны, они обладают менее избирательным действием на биообъекты, с другой – к ним не возникает эффекта привыкания.
Под руководством доцента ФФ, заместителя заведующего лабораторией новых материалов и технологий Валерия Светличного аспирантка займется синтезом наночастиц на основе меди и цинка. Для их получения выбран метод импульсной лазерной абляции объемных мишеней (ИЛА), так как одним из главных требований к материалам, используемым в медицине, является их чистота.
В структуре и на поверхности частиц, равно как и в растворе, не должно быть нежелательных примесей, непрореагировавших веществ или побочных продуктов синтеза материала. Метод ИЛА полностью соответствует этим требованиям.
Исследователи будут использовать его в газовой среде – атмосферном воздухе, смеси инертного газа (аргона) с кислородом, углекислом газе. Затем они изучат химический состав и структуру, размерные характеристики, морфологию частиц, устойчивость коллоидных растворов, приготовленных из порошков.
Наряду с этим разработчики испытают эффективность наноантибиотиков, используя несколько видов грамм-положительных и грамм-отрицательных микроорганизмов, включая кишечную палочку, стафилококк и другие.
– В литературных источниках есть информация о том, что использование цинка и меди в одном соединении могут давать синергетический эффект, в частности, цинк, способен снижать токсическое воздействие меди, – говорит Дарья Гончарова. – Мы с моим научным руководителем хотим проверить возможность совместного использования наночастиц на основе меди и цинка. Будем работать с коллоидными растворами и несколькими видами патогенных бактерий.
На основе наиболее активных частиц и их соединений будут получены дисперсные системы для нанесения на биоразлагаемые матриксы (каркасы для восстановления поврежденных тканей), изготовленные из поли-L-молочной кислоты. Помимо этого исследователи планируют вводить наночастицы непосредственно структуру биоматериала в процессе его синтеза. Это позволит обеспечить пролонгированный эффект – во время растворения биоматериала наноантибиотики будут попадать в организм пациента, что поможет препятствовать размножению бактерий.
Такие полимерные материалы очень перспективны с точки зрения создания неудаляемых перевязочных материалов для лечения ран различного происхождения и предотвращения гнойных инфекций, что особенно актуально в полевых условиях.