Акулы часто являются предметом телесериалов или новостей, посвященных нападениям на людей. Но ученые считают, что акулы могут вдохновить на создание нового типа поверхности, которая будет предотвращать оседание и размножение бактерий на ней.
Актуальность проблемы
Как сообщается в Американском химическом обществе (ACS Applied Materials & Interfaces), в котором предполагается соблюдение степени чистоты, соответствующей стандарту ACS, исследователи разработали покрытие, которое наполнено противомикробными средствами и имеет узорчатую алмазоподобную текстуру кожи акулы.
Согласно данным Центров США по контролю и профилактике заболеваний (U.S. Centers for Disease Control and Prevention), борьба с бактериями длится постоянно, но несмотря на это ежегодно в США происходит более 2 миллионов случаев заражений различными инфекциями и 23 000 случаев смерти. В результате чрезмерного применения антибиотиков повышается бактериальная устойчивость к этим препаратам. Пациенты в больницах, которые уже столкнулись с инфекционными болезнями, особенно подвержены риску развития инфекций, просто касаясь загрязненных постелей и дверных ручек.
Материалы и методы обследования
Ученые разрабатывают покрытия для этих поверхностей для борьбы с распространением и ростом микробов. Например, Sharklet AF ™ – это покрытие, предназначенное для имитации кожи акулы и уменьшающее способность бактерий оседать на поверхностях. Но долгосрочное использование приводит к накоплению бактерий. Джеймс Дж. Уоткинс (James J. Watkins), Джессика Д. Шиффман (Jessica D. Schiffman) с соавторами исследования хотели проверить, будет ли эффективно добавление наночастиц диоксида титана (TiO2) к материалу кожи акулы для борьбы с микробами.
Исследователи напечатали на 3D-принтере поверхность наподобие кожи акулы полимерными и керамическими композитами и добавили к ним наночастицы диоксида титана.
Результаты научной работы
Поверхность с имитацией кожи акулы без наночастиц TiO2 уменьшала прикрепление E. coli на 70% по сравнению с гладкими поверхностями. Поверхность с имитацией кожи акулы с наночастицами TiO2 при воздействии ультрафиолетового излучения за один час подвергла гибели более чем 95% E. coli и 80% золотистого стафилококка.
Выводы
Ученые заявили, что способ изготовления может быть увеличен для массового производства.
Авторы другого исследования утверждают, что бактерии влияют на развитие рака желчных протоков.
Литература
Jessica D. Schiffman, James J. Watkins, et al. Bioinspired Photocatalytic Shark-Skin Surfaces with Antibacterial and Antifouling Activity via Nanoimprint Lithography. ACS Applied Materials & Interfaces, 2018
