氮化硼納米膜可防止細菌和真菌感染

NUST MISIS材料科學家提出了基于氮化硼的抗菌納米涂層，該涂層對微生物病原體非常有效(高達99.99%)。由于它們沒有典型的不良副作用，它們可以成為種植學中常用抗生素的安全替代品。這項工作的結果發表在國際科學雜志ACS Applied Materials&Interfaces上。

如今，由于全世界外科手術數量的顯著增加，科學家們正在解決由植入物引起的微生物感染的問題。這在整形外科和牙科手術中尤其嚴重。眾所周知，由于抗生素的特性及其高劑量，伴隨藥物治療植入物周圍的炎癥通常會導致副作用。

來自NUST MISIS的一組年輕科學家通過研究抗藥性革蘭氏陰性細菌大腸桿菌(E.coli)與由結構化氮化硼表面組成的納米膜之間的相互作用，提出了一種非標準解決方案。結果表明，這種涂層在24小時后使100%的細菌細胞失活。

“六角形硼氮化物具有復雜的獨特的物理化學和機械性能的作為實驗的結果，我們已發現，氮化硼納米顆粒的特殊具體結構提供了殺菌效果比得上的抗生素：細菌死亡，結果直接與納米膜的特殊針狀表面物理接觸。同時，抗生素對人體組織沒有典型的副作用，氮化硼本身不會引起細胞毒性，”克里斯蒂娜說Gudz，該研究的合著者，NUST MISIS無機納米材料實驗室的研究員。

研究人員走得更遠，并用抗生素慶大霉素填充了氮化硼薄涂層的微孔。結果是由于在短的初始時間內藥物的完全釋放而產生了抗菌作用。而且，其劑量比常規注射劑小一個數量級。

“考慮到患者的平均體重為60公斤，他的每日抗生素劑量約為180毫克;前提是植入物的面積為30 cm 2，并且假設正在研究的納米涂層中釋放出55微克的抗生素。第一天，事實證明，所建議的方法所含抗生素比標準注射少100倍。”克里斯蒂娜·古茲(Christina Gudz)補充說。

根據開發人員的說法，將基于氮化硼納米粒子的抗菌膜應用于植入物可將由于表面本身的物理特性以及在進行抗生素修飾的情況下引起的細菌污染風險降至最低。在不增加植入物重量的情況下，局部輸送最小量的殺菌成分。

目前，該小組正在完成對所獲得涂層的體外研究，并正在努力優化涂層方法以備將來使用。