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Les scientifiques développent les nano-couches antibactériennes basées sur la nitrure de bore

Les scientifiques matériels de NUST MISIS ont présenté les nano-couches antibactériennes basées sur la nitrure de bore, qui sont hautement efficaces contre les agents pathogènes microbiens (jusqu'à 99,99%). Ils peuvent devenir une alternative sûre aux antibiotiques habituels dans l'implantology puisqu'ils n'ont pas des effets secondaires négatifs particuliers. Les résultats du travail sont publiés dans les matériaux appliqués par ACS scientifiques et les surfaces adjacentes internationaux de tourillon.

De nos jours, en raison de l'augmentation significative dans le nombre d'opérations autour du monde, scientifiques résolvent le problème des infections microbiennes provoquées par des implants. Il est particulièrement sérieux pendant des fonctionnements orthopédiques et dentaires. Ce n'est aucun secret que la pharmacothérapie concomitante pour l'inflammation autour des implants aboutit souvent aux effets secondaires dus aux propriétés caractéristiques des antibiotiques, ainsi que ses doses élevées.

Un groupe de jeunes scientifiques de NUST MISIS a proposé une solution non standard au problème en vérifiant l'interaction des bacilles gram négatifs résistant aux antibiotiques Escherichia coli (E.coli) et d'un nanofilm se composant d'une surface structurée de nitrure de bore. Elle s'est avérée qu'une telle couche inactive 100% des cellules bactériennes après 24 heures.

La nitrure de bore hexagonale a un composé de seules propriétés physico-chimiques et mécaniques. En raison des expériences, nous avons découvert que la structure spécifique spéciale des nanoparticles de nitrure de bore fournit un effet bactéricide comparable à celui d'un antibiotique : les bactéries meurent en raison du contact matériel direct avec une surface pointeau pointeau spéciale du nano-film. En même temps, il n'y a aucun effet secondaire typique d'un antibiotique sur les tissus du fuselage, et la nitrure de bore elle-même n'entraîne pas la cytotoxicité. »

Christina Gudz, co-auteur de l'étude, chercheur au laboratoire minéral de Nanomaterials de NUST MISIS

Les chercheurs sont allés plus loin et ont rempli micropores d'une couche mince de nitrure de bore de l'antibiotique de gentamicine. Le résultat est un effet antibactérien dû au desserrage complet du médicament dans une période initiale courte. D'ailleurs, sa dose était un ordre de grandeur moins qu'avec une injection conventionnelle.

« Tenant compte d'un grammage patient moyen de 60 kilogrammes, sa dose antibiotique quotidienne est mg approximativement 180 ; à condition que l'endroit d'implant soit par exemple 30 cm2 et donné que le μg 55 de l'antibiotique est relâché de la nano-couche à l'étude le premier jour, il s'avère que la méthode proposée assume 100 fois moins d'antibiotique qu'avec une injection normale, » Christina ajoutée Gudz.

Selon les auteurs du développement, l'application d'un film antibactérien basé sur des nanoparticles de nitrure de bore à l'implant peut réduire à un minimum le risque de contamination bactérienne dû aux propriétés physiques de la surface elle-même, ainsi que, dans le cas de la modification antibiotique, la distribution locale d'un minimum de composante bactéricide sans peser l'implant.

Actuellement, l'équipe achève des études in vitro des couches obtenues et travaille également à optimiser la méthode de couche pour son futur usage.

Source:
Journal reference:

Gudz, K.Y., et al. (2020) Pristine and Antibiotic-Loaded Nanosheets/Nanoneedles-Based Boron Nitride Films as a Promising Platform to Suppress Bacterial and Fungal Infections. ACS Applied Materials and Interfaces. doi.org/10.1021/acsami.0c10169.