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Gli scienziati sviluppano i nano-rivestimenti antibatterici basati sul nitruro di boro

Gli scienziati materiali di NUST MISIS hanno presentato i nano-rivestimenti antibatterici basati sul nitruro di boro, che sono altamente efficaci contro gli agenti patogeni microbici (fino a 99,99%). Possono trasformarsi in in un'alternativa sicura agli antibiotici usuali in implantology poiché non hanno effetti secondari negativi tipici. I risultati del lavoro sono pubblicati nei materiali & nelle interfacce applicati ACS internazionali del giornale scientifico.

Al giorno d'oggi, dovuto l'importante crescita nel numero delle procedure chirurgiche intorno al mondo, scienziati stanno risolvendo il problema delle infezioni microbiche causate dagli innesti. È particolarmente serio durante le operazioni ortopediche e dentarie. Non è segreto che la terapia farmacologica concomitante per infiammazione intorno agli innesti piombo spesso agli effetti secondari dovuto i beni caratteristici degli antibiotici come pure le sue dosi elevate.

Un gruppo di giovani scienziati da NUST MISIS ha proposto una soluzione non standard al problema studiando l'interazione dei batteri gram-negativi resistenti agli antibiotici Escherichia coli (E.coli) e di un nanofilm che consiste di una superficie strutturata del nitruro di boro. È risultato che un tal rivestimento inattiva 100% delle celle batteriche dopo 24 ore.

Il nitruro di boro esagonale ha un complesso dei beni fisico-chimici e meccanici unici. Come conseguenza degli esperimenti, abbiamo scoperto che la struttura specifica speciale delle nanoparticelle del nitruro di boro fornisce un effetto battericida comparabile a quello di un antibiotico: i batteri muoiono come conseguenza del contatto fisico diretto con una superficie aga di stampa ago di stampa speciale della nano-pellicola. Allo stesso tempo, non ci sono effetti secondari tipici di un antibiotico sui tessuti dell'organismo ed il nitruro di boro stesso non causa la citotossicità.„

Christina Gudz, co-author dello studio, ricercatore al laboratorio inorganico dei Nanomaterials di NUST MISIS

I ricercatori sono andato più avanti ed hanno riempito i micropori di un rivestimento sottile del nitruro di boro di antibiotico della gentamicina. Il risultato è un effetto antibatterico dovuto la versione completa della droga in un breve periodo iniziale. Inoltre, la sua dose era un ordine di grandezza di meno che con un'iniezione convenzionale.

“Considerando un peso paziente medio di 60 chilogrammi, la sua dose antibiotica quotidiana è circa 180 mg; a condizione che l'area dell'innesto è di per esempio 30 cm2 e poichè il μg 55 dell'antibiotico è rilasciato dal nano-rivestimento allo studio il primo giorno, risulta che il metodo proposto presuppone 100 volte meno antibiotico che con un'iniezione standard,„ Christina aggiunta Gudz.

Secondo gli autori dello sviluppo, l'applicazione di una pellicola antibatterica basata sulle nanoparticelle del nitruro di boro all'innesto può minimizzare il rischio di contaminazione batterica dovuto le proprietà fisiche della superficie stessa come pure, nel caso di modifica antibiotica, la consegna locale di una quantità minima della componente battericida senza pesare l'innesto.

Attualmente, il gruppo sta terminando gli studi in vitro dei rivestimenti ottenuti ed egualmente sta lavorando ad ottimizzare il metodo del rivestimento per il suo uso futuro.

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.