«Возникла идея создать некие самостерилизующиеся и безвредные для человека поверхности, при попадании на которые бактерии будут погибать. Известный пример такого материала — серебро: его ионы токсичны для микроорганизмов. Однако это не очень дешево, плюс непокрытое серебро окисляется и стирается. К тому же, если, например, все время есть из серебряной посуды, развивается дисбактериоз — ведь в организме есть и полезные бактерии», — рассказал изданию «Наука в Сибири» старший научный сотрудник Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН кандидат химических наук Михаил Александрович Шестопалов.
Ученые решили обратить внимание на вещества, работающие на принципе фотодинамической инактивации микроорганизмов. Схожий принцип используется при фотодинамической терапии раковых заболеваний: пациенту вводят нетоксичные соединения, которые облучаются светом с определенной длиной волны, что активирует их способность производить активные формы кислорода (АФК), убивающие опухоль. В качестве фотоактивных компонентов в антибактериальных материалах специалисты ИНХ СО РАН предложили использовать кластерные комплексы вольфрама и молибдена: под воздействием света (солнечного или искусственного) они эффективно генерируют синглетный кислород — один из видов АФК, способный уничтожить любую попавшуюся ему на пути бактерию. Такой кислород существует лишь долю секунды, а потому представляет опасность лишь на поверхности материала. Более того, активированная поверхность безвредна для человека, поскольку роговой слой кожи не восприимчив к подобным воздействиям.
Существует и другой вид антибактериальных материалов: бактерия, попадая на них, просто «скатывается». Похожим образом работает обычное мыло — оно зачастую не убивает, а смывает микроорганизмы с рук. Получается, можно сделать покрытие, на котором бактерии не смогут закрепиться — так называемое супергидрофобное, отталкивающее воду.
«В нашей работе мы решили объединить эти способы борьбы. Взяли близкое к супергидрофобному вещество — модифицированный тефлон — и добавили в него наш активный компонент (вольфрам или молибден). Этот тефлон кислородопроницаем, что важно, так как включенным в него комплексам необходим доступ к воздуху для генерации синглетного кислорода. В итоге бактерии либо смываются, либо (особо цепкие) уничтожаются под воздействием света», — добавляет Михаил Шестопалов.
Такие эксперименты уже были успешно проведены в Федеральном исследовательском центре фундаментальной и трансляционный медицины в лаборатории экспериментального моделирования и патогенеза инфекционных заболеваний кандидатом биологических наук Александром Юрьевичем Алексеевым. Работа ученых была поддержана грантом президента Российской Федерации.
Такие пленки, словно полиэтиленовые, натягиваются на поверхности, будь то врачебный стол или стойка в поликлинике. Кроме того, модифицированный тефлон способен растворяться в нетрадиционных растворителях, поэтому из него можно сделать прозрачный лак и нанести куда угодно — это на порядок снизит перенос и распространение различных заболеваний. Прежде всего, пленкой необходимо покрывать пол, потому что через ноги переносится немало инфекций. При желании некоторое медицинское оборудование (капельницы, трубки) также реально делать с этим материалом. Ученый уверен: в зависимости от инвестора и его требований можно будет реализовать разработку в значимых масштабах даже за год.
