Наночастинки проти бактерій

Нанотехнології вважаються однією з наук, що найбільш динамічно розвиваються; це дозволяє вдосконалювати існуючі продукти, пристрої та технологічні рішення, а також дозволяє створювати нові з використанням матеріалів принаймні з одним виміром у діапазоні 1–100 нм.

Зростаючий рівень знань про наноматеріали та розвиток методів дослідження дозволяє контролювати розмір і форму отриманих наночастинок, що, у свою чергу, надає матеріалам нові, сприятливі фізико-хімічні властивості.

Найбільший прогрес проявляється в таких сферах, як медицина, харчові технології, електроніка, хімічна і матеріалознавча інженерія, біотехнології та інженерія навколишнього середовища.

Наноматеріали успішно застосовуються в боротьбі з мікроорганізмами.

Механізми руйнування бактерій різноманітні і залежать від типу наночастинок. Наночастинки можуть проникати крізь бактеріальну стінку та утворювати пори на поверхні мембрани, що призводить до утворення вільних радикалів, які здатні руйнувати клітинну мембрану. Крім того, іони, утворені з наночастинок, можуть порушувати виробництво ферментів і генерувати активні форми кисню (АФК), які впливають на транскрипцію ДНК.

Серед наноматеріалів особлива увага приділяється нанометричному сріблу.

Ефективність його біоцидної дії залежить від кількох факторів: форми, поверхні та розміру частинки наносрібла. Дослідження показали, що найбільшу ефективність боротьби з мікроорганізмами мають сферичні та трикутні форми розміром від 30 до 50 нм. Антимікробна ефективність наночастинок срібла також залежить від бактеріального штаму та структури клітинної стінки. Пептидоглікани, розташовані на поверхні клітинної стінки грам(+) бактерій, відповідають за правильне функціонування дихального ланцюга, і в результаті дії наносрібла втрачають свої властивості, що забезпечують дихання киснем, що призводить до загибелі бактерій .

Також підтверджено високу антимікробну ефективність наночастинок міді.

Наночастинки міді діаметром не більше 100 нм взаємодіють з поверхнею клітин мікроорганізмів, в результаті чого утворюється дводольний іон міді, який потрапляє в клітину. У мікробній клітині іони виробляють активні форми кисню, які призводять до перекисного окислення ліпідів і окислення білків.

Безсумнівною перевагою використання металевих наночастинок у боротьбі з мікроорганізмами є неспецифічна бактеріальна токсичність цих наночастинок. Відповідно до цього механізму, наночастинки не зв’язуються зі специфічним рецептором бактеріальної клітини, завдяки чому резистентність цих бактерій не розвивається.