Российские ученые повысили эффективность антибактериальных хитозановых пленок, которые применяют в медицине и пищевой промышленности. Этого удалось достичь, добавив в наночастицы хитина железо и новое производное хитина. Результаты опубликованы в журнале BioTech.
Антибактериальные пленки применяют в медицине, например для заживления ран и ожогов или как носители лекарств. Кроме этого, из них делают упаковку для еды, чтобы продлить срок хранения. Один из наиболее используемых материалов для изготовления таких пленок — хитозан. Это натуральный безвредный полимер, который обычно получают из панцирей крабов. Хитозан сам по себе обладает антибактериальными свойствами, при этом его можно усилить с помощью добавок. Химики из России и Беларуси обнаружили, что для этого можно использовать наночастицы на основе железа.
«Хитозан занимает особое место среди полимеров благодаря своим уникальным экологическим, биологическим и химическим свойствам. Экологические свойства хитозана заключаются в его способности к биологическому разложению. Этот природный полимер полностью и довольно быстро разлагается в почве, водоемах и так далее. С химической точки зрения хитозан — это линейный полимер. Свободная аминогруппа дает широкие возможности для его химической модификации», — рассказал Андрей Критченков, кандидат химических наук, сотрудник кафедры неорганической химии РУДН.
Ученые получили хитозановые наночастицы с добавлением железа в разных концентрациях — от 2% до 15%. Антибактериальную активность получившихся пленок проверяли in vitro на стандартных для таких исследований организмах — грамотрицательной кишечной палочке и грамположительном золотистом стафилококке. Основной параметр в таких измерениях — диаметр области, в которой рост и размножение бактерий подавляется.
Исследователи установили оптимальную концентрацию железосодержащих наночастиц — 10%. Зона подавления золотистого стафилококка при такой концентрации — 16,8 мм, а кишечной палочки — 11,2 мм. Для сравнения, у чистой хитозановой пленки эти показатели равны соответственно 12,7 и 9,2 мм. В ходе исследования химики также получили новое водорастворимое производное хитина. Если добавить и его в хитозан с 10% железа, то механические и антибактериальные свойства пленки становятся еще более выраженными. Зона подавления стафилококка вырастает до 19,6 мм, а палочки — до 14,2 мм.
«Мы разработали новые пленки на основе хитозана, армированные железом в различных концентрациях. Наночастицы с железом улучшили как механические, так и антибактериальные характеристики пленок. Кроме того, мы получили новое производное хитина, которое дополнительно улучшает механические и антимикробные свойства. Дополнительно к этому мы подтвердили, что ключевой механизм антибактериального действия пленок — разрушение мембран бактериальных клеток», — прокомментировал Антон Егоров, стажер-исследователь РУДН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
