27 апреля 2022, 13:00 Анна Солдатенко

Полимерные микрогели станут основой для жидких антисептиков и антибактериальных покрытий

  • Материаловедение
  • Химия полимеров
  • Медицина

Московские ученые предложили микрогели на основе двух взаимопроникающих полимерных сеток, в которые можно «поймать» молекулы антибактериального вещества. Такая система позволит очищать воду как от патогенов, так и от самих антисептиков, а еще создавать новые обеззараживающие средства и покрытия для медицинского оборудования.

Полимерные микрогели станут основой для жидких антисептиков и антибактериальных покрытий

В последние пару десятилетий среди ученых самых разных областей приобрели популярность полимерные микрогели. Они представляют собой микро- и наноразмерные шарики гидрогеля — своего рода мягкие «губки» из сшитых между собой полимерных цепей, способных сильно набухать при намокании. Вместе с водой такие системы могут поглощать и удерживать разнообразные соединения. Также при правильном подборе параметров микрогели не выпадают в осадок.

«Активно изучаются микрогели на основе двух сплетенных друг с другом (“взаимопроникающих”) сеток. Такие микрочастицы  имеют уникальные структуру и свойства, которые можно контролировать, изменяя как изначальное соотношение компонентов, так и параметры системы: температуру, кислотность, содержание солей и прочее. Это позволяет с высокой точностью подстраивать, например, высвобождение заключенных внутри соединений или увеличивать доступность “пришитых” к полимерной сетке молекул к взаимодействию с окружающей средой. Это полезно при создании биомедицинских изделий и веществ для очистки жидкостей», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Елена Кожунова, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ.

Именно на этих направлениях сконцентрировались в своей новой работе исследователи из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва), Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН (Москва), Президиума РАН (Москва) и Научно-исследовательского института по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе (Москва). Их разработка основана на использовании микрогелей, в которых сплетены цепочки поли-N-изопропилакриламида и полиакриловой кислоты. Первый компонент можно синтезировать из доступного сырья, а еще он чувствителен к температуре: при нагревании свыше 32°С высвобождает заключенную внутри него жидкость. Второй компонент служит популярным носителем разнообразных биологически активных соединений, в том числе лекарств.

Микрогели оказались отличными поглотителями хлорида бензалкония — антисептического препарата, который подавляет рост самых разных патогенов: от вирусов и простейших до грибков и бактерий. Поглощающая способность составила 0,9 моль лекарства на 1 моль полиакриловой кислоты. С одной стороны, это говорит о том, что изделия на основе такой системы можно использовать для очистки воды от этого антисептика, что особенно важно на фоне развития множественной лекарственной устойчивости у патогенов. С другой стороны, такая емкость позволяет вместить много активного вещества и применять микрогели как обеззараживающие компоненты.

Такой потенциал своей разработки авторы проверили в экспериментах с сенной палочкой и золотистым стафилококком. Они использовали микрогели в двух формах: жидкой суспензии, как в обычных антисептиках для рук, и мягкой пленки, которую потенциально можно нанести на медицинское оборудование или применять в качестве раневого покрытия. Эффективность системы оказалась сопоставимой с таковой у коммерческого антибиотика амоксиклава.

«Наши результаты говорят о том, что предложенная система действительно работает и на ее основе можно создавать целую линейку разнообразных продуктов для медицинской и экологической сферы, а также для использования в быту. В дальнейшем мы планируем протестировать образцы на расширенном наборе бактерий и вирусов, а также провести испытания по очистке воды», — подводит итог Елена Кожунова.  

Источник:  Пресс-служба РНФ

Публикации из новости

Antiseptic Materials on the Base of Polymer Interpenetrating Networks Microgels and Benzalkonium Chloride
Kozhunova E.Y., Komarova G.A., Vyshivannaya O.V., Nasimova I.R., Kuvarina A.E., Sadykova V.S.
Q1 International Journal of Molecular Sciences 2022 цитирований: 0
Open Access
Open access