Антимикробный материал, имитирующий крыло цикады

Толерантность к антибиотикам — один из наиболее пугающих научных сюжетов последних лет. Появляются все новые штаммы резистентных бактерий, дозу антибиотиков приходится повышать, и вот уже лечение даже несложных бактериальных инфекций превращается в серьезную проблему. 

Поэтому все больший интерес вызывают антимикробные покрытия и материалы. Поверхность таких материалов имеет текстурирование, которое мешает бактериям прикрепляться или даже убивает их на месте. Таким образом, материал может оставаться чистым без использования антибиотиков.

Ученые из Университета Иллинойса под руководством Марианны Олейн сделали антибактериальное покрытие, имитирующее текстуру крыла цикады. О результатах новой работы написал портал phys.org со ссылкой на пресс-службу университета.

Изучив крыло цикады с помощью сканирующего электронного микроскопа, ученые выяснили, что поверхность покрыта равномерным узором из миниатюрных столбиков высотой от 200 до 400 нанометров и толщиной 150 нанометров — то есть примерно в тысячу раз тоньше человеческого волоса.

Олейн и ее коллеги сумели воспроизвести текстуру с помощью метода нанолитографии. В качестве основы они использовали полистирол — полимер, который сам по себе не обладает антимикробной активностью. Однако полистирольная поверхность с наностолбиками за три часа уничтожила более 95 процентов бактерий.

По всей видимости, наностолбики повреждают внешние мембраны бактерий. Кроме того, ученые предположили, что под тяжестью бактерий наностолбики сминаются, а затем пружинят, и освобождающаяся упругая энергия помогает им более эффективно прокалывать мембраны.