Российские ученые предложили инновационный способ обработки пластиковых поверхностей для придания им бактерицидных свойств. Метод включает внедрение в материал наночастиц меди и создание микрорельефа. Новая технология дает возможность серийно изготавливать конструкции общего пользования — электрические выключатели, кнопки лифтов и так далее — с защитными свойствами. Оборудование ими медучреждений поможет уменьшить распространение внутрибольничных инфекций. Испытания в клинике показали сокращение в три раза активности патогенов на инновационных поверхностях.
Микрорельеф с медью
Ученые из Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН создали антибактериальные самодезинфицирующиеся поверхности для пластиковых конструкций общего пользования, которые часто могут служить для переноса инфекций. К числу таких предметов, например, относятся клавиши электрических выключателей, ручки мебели, кнопки лифта и вентиляционные решетки, установленные в общественных помещениях.
Работы по созданию нового покрытия были выполнены при участии Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи и Российского университета дружбы народов имени П. Лумумбы. Испытания изделий проводились на базе городской клинической больницы № 24.
— В основе инновации — метод газодинамического напыления, в ходе которого струя разогретого воздуха расплавляет пластиковую поверхность, а затем в нее со сверхзвуковой скоростью вдалбливаются наночастицы оксида металла. Застывая, пластик обволакивает эти частицы и формирует микрорельеф, — объяснил «Известиям» один из авторов разработки, заведующий лабораторией поверхностных сил ИФХЭ Александр Емельяненко.
Он добавил, что таким образом защитный эффект достигается двумя путями. С одной стороны, задействованы антимикробные свойства меди. С другой — свою роль играют микроскопические неровности, которые повреждают оболочку патогенных бактерий, опускающихся на поверхности. В результате микроорганизмы либо погибают, либо теряют способность к размножению.
— В процессе нанесения частицы меди как бы помещаются в пластиковую капсулу. В результате она не окисляется и не расходуется слишком быстро. Это обеспечивает долговременный эффект антибактериального действия поверхности, — уточнил ученый.
По его словам, внедрение разработки в заводских условиях потребует добавления всего одной операции. А себестоимость изделий при серийном производстве увеличится на 3–4%.
Борьба с внутрибольничными инфекциями
В первую очередь разработка предназначена для лечебных учреждений, где традиционные обеззараживающие средства зачастую оказываются неэффективными, отметил Александр Емельяненко. Это связано, во-первых, с их кратковременным действием, а во-вторых, с распространением в больницах так называемых супербактерий — патогенов, устойчивых к действию антибиотиков и дезинфектантов.
В большинстве случаев опасные возбудители передаются через мебель, оборудование и материалы, до которых поочередно дотрагиваются больные, здоровые пациенты и персонал медицинских учреждений, подчеркнул специалист. Поэтому создание поверхностей с устойчивым антибактериальным покрытием для элементов, которые чаще всего становятся предметами общественного пользования, позволит существенно уменьшить развитие болезнетворных патогенов.
— Испытания, которые проводились в течение полугода в условиях клинической больницы, показали, что на поверхностях выключателей, изготовленных с применением нашей технологии, скапливается в три раза меньше микроорганизмов, чем на контрольном изделии, — сообщил Александр Емельяненко.
С другой стороны, обычно в целях дезинфекции в медицинских учреждениях применяют хлорсодержащие препараты — мирамистин, хлоргексидин и другие, отметил научный руководитель Московского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора. От частых прикосновений они стираются и перестают действовать. Поэтому устойчивые антибактериальные поверхности могут внести значительный вклад в борьбу с внутрибольничными инфекциями.
Помимо этого, подчеркнул эксперт, хлорсодержащие вещества вступают в реакцию с пластиковыми поверхностями, постепенно разрушая их. Поэтому дополнительное преимущество предложенной технологии — в увеличении срока службы изделий, изготовленных с ее использованием.
— Распространенность инфекций в отделениях реанимации и интенсивной терапии в РФ составила 26,28%. Согласно отчету Европейского центра профилактики и контроля заболеваний за 2018 год, уже через двое суток пребывания в таком отделении минимум одна внутрибольничная инфекция выявляется у 7,4% пациентов. В целом доля людей с подтвержденными инфекциями может составлять до 56% (это данные 1150 клинических центров 88 стран). Внутрибольничные инфекции, в общем, значительно увеличивают срок госпитализации, — поделился статистикой заведующий кафедрой общей и клинической фармакологии РУДН и заместитель главного врача по терапии ГКБ № 24 Сергей Зырянов.
Он рассказал, что полученные к настоящему времени результаты тестирования разработанных покрытий подтверждают их перспективность для снижения рисков развития инфекций.
— Работы по созданию покрытий, которые нарушают функции микробных клеток и приводят к их гибели, активно ведутся по всему миру. Элегантность решения российских разработчиков — в совмещении двух подходов, применении бактерицидных веществ и микрорельефа, что обеспечивает мультипликативный эффект и увеличивает долговечность изделий, — отметила младший научный сотрудник лаборатории биохимии Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН Стелла Евстигнеева.
Однако для полноты оценки предложенных покрытий следует протестировать их на широком спектре возбудителей инфекционных заболеваний, резюмировала она.