Черный фосфор может стать идеальным средством борьбы с бактериями, устойчивыми к любым антибиотикам
Специальное покрытие из черного фосфора не только уничтожает 99% всех микробов и грибов в ране, но и само полностью разлагается без вреда для организма
Открытие пенициллина стало одним из самых важных научных открытий XX века, сделав потенциально смертельные инфекции легко поддающимися лечению. Но десятилетия чрезмерного и неправильного использования лишили нас преимущества в этой битве, поскольку бактерии развивают устойчивость к каждому антибиотику, который мы производим. Сейчас наступает момент, когда определенные штаммы невосприимчивы ко всему, что мы можем им противопоставить, что грозит отбросить нас назад в «темный век медицины» уже в ближайшие десятилетия.
Чтобы попытаться переломить ситуацию в нашу пользу, ученые регулярно разрабатывают или открывают новые антибиотики, но это лишь отсрочка катастрофы. Некоторые команды изучают нехимические альтернативы, к которым микробы не смогут стать устойчивыми — физические атаки с использованием интенсивного освещения, жидкометаллических измельчителей, отравленных «стрел» или молекулярных сверл, повреждающих оболочку микроорганизмов.
Именно такую технику разработала команда RMIT. Ее основной компонент — черный фосфор (BP), ультратонкий материал, который в основном изучается на предмет использования в качестве возможной замены кремния в электронике. Его антимикробные функции также были отмечены, но ранее не исследовались в вопросах борьбы с патогенами. По иронии судьбы, один из самых больших недостатков ВР в электронике оказался в итоге полезным в медицинских целях.
«BP выходит из строя в присутствии кислорода, что обычно является огромной проблемой для электроники», — поясняет Сумит Валиа, соавтор исследования. «Но оказалось, что материалы, которые легко разлагаются кислородом, могут быть идеальными для уничтожения микробов — это именно то, что искали ученые, работающие над антимикробными технологиями. Так что наша проблема стала для них решением».
Когда BP разрушается, он производит активные формы кислорода, которые повреждают внешнюю мембрану бактерий и грибов, в конечном итоге убивая их. Сам материал при этом полностью распадается, поэтому он не накапливается в организме, где может нанести вред клеткам человека.
В лаборатории команда проверила тонкие слои черного фосфора на пяти разновидностях бактерий, включая кишечную палочку и «супербактерии» MRSA, а также на пяти видов грибов, включая Candida auris. Они обнаружили, что в течение двух часов до 99% микроорганизмов были уничтожены, а в течение 24 часов и сам BP полностью разрушился под воздействием кислорода.
