Простого закрытия раны или ожога недостаточно для начала процесса выздоровления. Чтобы кожа зажила, необходима абсолютно чистая среда, свободная от бактерий. Китайские исследователи нашли способ решить эту задачу без использования антибиотиков, создав инновационный нанокомпозит, который активируется обычным синим светом, пишет Phys.org.
В условиях, когда устойчивость бактерий к антибиотикам становится глобальной угрозой, ученые ищут альтернативные методы борьбы с инфекциями. Новая разработка представляет собой гибрид из золотых наночастиц (AuNPs) и квантовых точек оксида графена (GOQDs). При нанесении на рану материал под воздействием синего света выполняет двойную атаку. Во-первых, запускается фотодинамический удар: композит генерирует активные формы кислорода (АФК), которые токсичны для микробов. Во-вторых, возникает фототермический эффект, при котором материал локально нагревается, уничтожая бактерии теплом.
Ключевую роль играет так называемый барьер Шоттки. Он действует как ловушка для электронов, не давая им воссоединяться с «дырками», что значительно усиливает выработку АФК и повышает эффективность преобразования света в тепло. «Золотые наночастицы усиливают световой отклик, а квантовые точки обеспечивают быстрое поглощение тепла. Вместе они создают синергетический эффект», — поясняют авторы исследования.
Эффективность технологии была доказана в ходе экспериментов. В лабораторных условиях композит уничтожил около 97% таких опасных патогенов, как золотистый стафилококк и кишечная палочка. При этом температура нагрева составила 38,8 °C.
Эксперимент на грызунах показал еще более впечатляющие результаты. У мышей с инфицированными кожными ранами обработка новым материалом обеспечила почти полное (на 99%) заживление всего за девять дней. Раны в контрольной группе заживали гораздо медленнее. Анализ тканей подтвердил успех: у обработанных мышей наблюдался более плотный коллаген и меньшее воспаление.
Высокоскоростная микроскопия показала, что комбинация света и нанокомпозита буквально разрывает клеточную мембрану бактерий, вызывая их гибель. Ученые считают, что подобная стратегия может стать революционным подходом к лечению ожогов, диабетических язв и травматических ран, особенно в случаях заражения бактериями с множественной лекарственной устойчивостью. Однако перед внедрением в клиническую практику технологию предстоит проверить в реальных условиях.
Ранее инженеры создали шелковую наклейку для мониторинга здоровья малышей. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
Источник: hi-tech.mail.ru