2023: Российские ученые обнаружили необычные антибактериальные свойства наночастиц трисульфид титана
Ученые Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина и Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» синтезировали экспериментальные образцы нанолент трисульфида титана и исследовали их антибактериальные свойства на кишечной палочке. По мнению ученых, результаты исследований позволят в будущем разработать новые препараты и материалы с антибактериальными свойствами для широкого применения, в том числе в сфере медицины, ветеринарии, растениеводства, в производстве антисептических покрытий и так далее. Такой информацией со Zdrav.Expert 4 июля 2023 года поделились представители МИСИС.
Российские ученые синтезировали экспериментальные образцы нанолент трисульфида титана и исследовали их антибактериальные свойства
Открытие антибиотиков в 20-м веке внесло решающий вклад в борьбу с патогенными инфекциями, однако со временем микробы научились приспосабливаться к их действию. Исследователи прогнозируют, что в ближайшие десятилетия люди будут умирать от антибиотико-резистентных инфекций чаще, чем от онкологических заболеваний. Поэтому разработка новых антибактериальных препаратов и материалов выходит на передний план.
Одним из перспективных кандидатов для создания подобных препаратов, по мнению ученых, может стать обладающий нелинейными оптическими и полупроводниковыми свойствами трисульфид титана – представитель группы двумерных или 2D-материалов, образующий гибкие прозрачные ленты нанометровой толщины.
|
| «По запросу коллег из Державинского университета мы провели синтез наночастиц трисульфида, соединив порошок чистого титана и элементарной серы и поместив эту смесь в запаянные кварцевые ампулы. Синтез проводился в трубчатой печи при температуре от 450 до 500°С. Полученный нами материал растет в виде длинных и очень тонких – менее 100 нм – лент, которые мы исследовали с использованием СЭМ, РФА и Раман-спектроскопии в целях получить информацию о физико-химических свойствах лент», – рассказал старший научный сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС, к.т.н. Дмитрий Муратов.
|
|
По словам авторов, такой материал может стать как компонентом новых антибиотиков, так и основой различных пленок и покрытий, обладающих антибактериальными свойствами. Рынок ИТ-услуг в России: оценки, тренды, крупнейшие участники. Обзор и рейтинг TAdviser 299.3 т
Как показали исследования, антибактериальная активность нанолент является нетипичной для большинства известных антибиотиков и сильно зависит от химического состава окружающей жидкости и срока хранения раствора, отметила директор НИИ экологии и биотехнологий Державинского университета Ольга Захарова.
|
| «Кроме того, для нового материала наблюдаются два пика токсичности (противомикробного действия) – наибольший при минимальной (0.0001 г/л) и максимальной (1 г/л) концентрациях трисульфида титана; при промежуточной концентрации 0.01 г/л наблюдалось снижение токсичности. Первый из этих пиков лежит в диапазоне концентраций в десятки и сотни раз ниже, чем для традиционных противомикробных средств», – добавила Ольга Захарова.
|
|
Чтобы объяснить этот необычный эффект, ученые выдвинули гипотезу, что растворенные в воде молекулы сероводорода, образующиеся в результате эмиссии серы с поверхности 2D-материала, могут как защищать, так и угнетать бактериальные клетки в зависимости от концентрации. В средней концентрации, где токсичность «исчезает», вероятно, защитное действие сероводорода проявляется максимально.
Наноленты трисульфида титана могут стать компонентом новых антибиотиков. Однако ученым потребуется провести еще целый ряд исследований
|
| «В определенных условиях новый материал оказался в 3,5 раза эффективнее стандартного хлорсодержащего антибактериального агента – хлорки. Это открывает перспективы разработки новых антибиотиков и антибактериальных покрытий на основе наноленттрисульфида титана», – считает директор НИИ экологии и биотехнологий Державинского университета.
|
|
Однако ученым потребуется провести еще целый ряд исследований – в частности, по словам Ольги Захаровой, нужно научиться стабилизировать наноленты в суспензиях, оценить их противомикробную активность по отношению к различным патогенным микроорганизмам, провести оценку безопасности для человека и животных.
Работа будет проходить по стратегическим проектам Державинского университета «Новые химические материалы и технологии» и «Инновационные решения в АПК и природопользовании» федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», которая является одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты».
Результаты исследования были опубликованы в журнале Molecular Sciences.