Исследователи создали покрытие из наноалмазов и нанесли на него лизоцим и мирамистин. Так ученые получили антибактериальное покрытие для искусственного клапана сердца. Оно поможет в восстановлении организма после операции и защитит, например, от золотистого стафилококка. Об этом рассказала доктор химических наук Мария Чернышева на всероссийской конференции «Поверхностные явления в дисперсных системах».
В основном для искусственного клапана сердца используются ксеногенные протезы. Они состоят из ткани крупных животных — быка, свиньи или лошади. Однако для любого протеза требуется особое покрытие. Оно должно иметь хорошую биосовместимость, минимальную токсичность, а главное — антимикробные свойства. Это особенно важно в первые дни после операции по установке протеза, когда организм уязвим к заболеваниям.
Российские ученые из лаборатории радионуклидов и меченых соединений кафедры радиохимии химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, которой руководит Геннадий Александрович Бадун, решили выяснить, какое покрытие может обладать нужными свойствами. Исследователи взяли наноалмаз, состоящий из алмазного ядра и периферийной части, в которой могут быть графитоподобные и бесформенные структуры. На наноалмазное покрытие можно помещать разные вещества, в том числе и медицинские препараты. Ученые установили, что покрытие из наноалмаза улучшает механические характеристики искусственного клапана: его прочность увеличивается в полтора раза, а сам материал становится более эластичным.
Однако есть вероятность того, что наночастицы алмаза разрушатся и попадут в кровоток. Чтобы это проверить, исследователи провели эксперимент: они поместили отслеживающую метку в наноалмаз и ввели его суспензию мышам. Ученые заметили, что большая часть алмаза осталась в месте введения — в хвостовой вене. Остальная часть распределилась по легким, печени и селезенке. Скорее всего, наноалмаз будет выводиться через почки.
Чтобы придать покрытию антибактериальные свойства, химики поместили на него антисептик мирамистин. Однако они столкнулись с проблемой: мирамистин соединяется с поверхностью своей заряженной частью. Электростатика приводит к потере антибактериальных свойств: ученые проверили это на бактериях, плесневых грибах и раковых клетках. Тогда химики взяли фермент лизоцим, проявляющий антибактериальную активность. В водном растворе мирамистин увеличивал его силу действия в два раза, поэтому ученые решили использовать их вместе. Они взяли водную суспензию алмаза, адсорбировали ее лизоцимом, промыли водой и добавили мирамистин.
Так исследователи получили композит «наноалмаз — лизоцим — мирамистин». Он покрывает коллагеновую матрицу сердечного клапана, равномерно затрагивая ворсистую и гладкую стороны. Ученые использовали матрицу с новым покрытием, чтобы определить его антибактериальную активность по отношению к золотистому стафилококку, который особенно активен после операции на сердце. Эти испытания провели специалисты из Национального медицинского исследовательского центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева.
Оказалось, что комплекс наноалмаза — лизоцима — мирамистина снизил выживаемость возбудителей инфекции на несколько порядков. Он увеличил и адгезию — приживаемость протеза и сцепление его частиц к поверхностям сердечного клапана.
Ученые заявили, что новое покрытие из трех элементов пригодно для дальнейшего использования. Оно может использоваться в искусственных протезах сердечного клапана и защищать его от инфекций в послеоперационный период.
Автор: Ксения Земскова.
Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
