|
Инкапсуляция антибиотиков в нановолокна, как мумий в саркофаги, делает их способными настолько эффективно убивать резистентные к лекарственным препаратам бактерии, что ученые описывают остатки патогенных микроорганизмов не иначе как «призраки». Новая технология подробно описана в докладе, представленном 29 марта на 241-ом Национальном собрании и Выставке Американского химического общества (American Chemical Society, ACS) в Анахайме, Калифорния.
Агрегат «Нанопаук», производящий нановолокна для инкапсуляции антибиотиков. Такие антибиотики способны успешно бороться с резистентными болезнетворными бактериями и грибами. (Фото: Elmarco s.r.o.)
Руководитель группы ученых, добившихся этого успеха, доктор философии Мохамед Эль-Невехи (Mohamed El-Newehy) считает, что новая технология окажет значительное влияние на продолжающуюся борьбу с резистентными к антибиотикам инфекциями. По статистическим данным ежегодно только в Соединенных Штатах такие инфекции развиваются более чем у 100000 человек, при этом 20 процентов заболеваний заканчиваются смертельным исходом. Ежегодные расходы здравоохранения, направляемые на борьбу с резистентными инфекциями, превышают 20 миллиардов долларов.
«Быстрое появление бактерий, устойчивых к наиболее часто используемым антибиотикам, стало серьезной проблемой общественного здравоохранения», - говорит Эль-Невехи. «Существует острая необходимость в новых антибиотиках, работающих по-другому и способных преодолеть резистентность. Наш подход заключается в поиске не новых антибиотиков, а новых способов доставки уже существующих препаратов».
По мнению Эль-Невехи, такой подход может привести к успеху гораздо быстрее, чем разработка совершенно новых лекарственных форм – процесс, который обычно занимает 10-12 лет и требует от 800 миллионов до 2 миллиардов долларов финансовых инвестиций. Он может быть применен против широкого спектра бактерий для лечения заболеваний, предотвращения бактериального и грибкового загрязнения в пищевой промышленности, подавления роста микроорганизмов в питьевой воде и повышения эффективности химиотерапии.
Технология заключается в инкапсуляции обычных антибиотиков в нановолокна из поливинилового спирта и полиэтиленоксида – пластмассовые пучки, настолько тонкие, что вырабатываемая пауком шелковая нить кажется по сравнению с ними гигантской. Такие нановолокна даже неразличимы под обычным микроскопом.
Ученые знали, что большое соотношение площади поверхности к весу материала придает нановолокнам особые свойства. Эти свойства делают возможным их применение во многих областях – в перевязочных материалах, медицинском текстиле, антибактериальных материалах для контроля над постоперационным воспалением, в стимуляции заживления ран, особенно диабетических язв, и новых способах доставки лекарственных препаратов. Они решили протестировать действие нескольких антибиотиков, инкапсулированных непосредственно в нановолокна, на лабораторных культурах различных микробов. Антибиотики оказались чрезвычайно эффективны против различных патогенных бактерий и грибов, включая кишечную палочку (Escherichia coli) и синегнойную палочку (Pseudomonas aeruginosa) – два наиболее устойчивых к препаратам микроорганизма.
«При обработке инкапсулированными в нановолокна антибиотиками происходило серьезное повреждение микробов, многие бактериальные клетки увеличивались в объеме, удлинялись, фрагментировались или превращались в пустые «призраки»», - комментирует результаты экспериментов Эль-Невехи. «Сами нановолокна, без антибиотика, не оказывали влияния на бактерии. Они, вероятно, работают на счет усиления действия антибиотиков. Упаковка антибактериальных веществ в волокна делает действие препаратов более целенаправленным, а сами вещества сохраняют эффективность в течение большего периода времени, чем при обычном способе их доставки».
Исследование финансировалось Научно-исследовательской кафедрой нефтехимии (Petrochemical Research Chair) Университета короля Сауда (King Saud University), Эр-Рияд, Саудовская Аравия. В распоряжении этой кафедры находится и первый в Саудовской Аравии агрегат («Нанопаук») для производства нановолокон. Чиновники намерены приложить все усилия к тому, чтобы создать Исследовательский центр нановолокон при Научно-исследовательской кафедре нефтехимии и сделать его главным центром по изучению применения нового материала.
По материалам
Antibiotics wrapped in nanofibers turn resistant disease-producing bacteria into ghosts
Источник: NanoNewsNet
Related Articles: |
