Новый гидрогель убивает даже самые устойчивые к антибиотикам бактерии

Спирт и многие моющие средства на основе хлора неплохо дезинфицируют, однако в ряде медицинских приложений их применение не очень удобно. А менее жёсткие по последствиям средства часто не столь эффективны: так называемые супербактерии, устойчивые к массовым антибиотикам, — давно не новость.

Хрестоматийный пример биоплёнки, образующейся в больничных условиях на катетере. В данном случае в её составе преобладает Staphylococcus aureus, самый массовый возбудитель внутрибольничных инфекций. (Фото Wikimedia Commons.)

Особенно опасны в этом отношении биоплёнки — конгломерат микроорганизмов, расположенных на какой-либо поверхности; при этом одноклеточные в ней прикреплены друг к другу и погружены в слизь. В итоге даже убийство организмов из внешних слоёв не приводит к гибели тех, кто живёт «уровнем ниже». После дезинфекции на место павших героев быстро приходят новые микробы. В наше время сколько-нибудь эффективная борьба с биоплёнкой подразумевает её механическое очищение — мероприятие, само по себе небезопасное для того, кто осуществляет дезинфекцию.

Но и механическая зачистка не гарантирует успеха: любой, кто чистит зубы по утрам, знает, как сложно удалить типичную биоплёнку полностью. Внутрибольничные инфекции, которые в тех же США входят в пятёрку лидирующих причин смертности, часто вызываются именно биоплёнками, склонными селиться на медоборудовании. За год в этой стране регистрируется около 1,7 млн случаев внутрибольничных инфекций, вызванных всеми типами микроорганизмов. Вместе они сопутствуют или приводят примерно к 99 тыс. смертей.

Чтобы найти новый метод профилактики таких инфекций, и в частности обеспечить надёжную стерилизацию медицинского оборудования и иных мест, подверженных возникновению биоплёнок, разработчики из IBM создали гидрогель, состоящий из положительно заряженных полимерных макромолекул, которые при контакте с водой инкорпорируют её в свою структуру. Чтобы процесс начался, такой гель нужно лишь подогреть до температуры тела.

Благодаря положительному заряду гидрогель притягивает к себе всё несущее отрицательный заряд и, что особенно важно, отрицательно заряженные мембраны одноклеточных организмов. Более того, после попадания в гидрогель (итог притягивания) такие мембраны разрушаются, что гарантирует гибель всех одноклеточных. Механизма возникновения устойчивости к такому методу дезинфекций у бактерий нет в принципе: если мембрана потеряет свой отрицательный заряд, она перестанет функционировать, и бактерия в любом случае погибнет, так что устойчивых к новому гидрогелю микроорганизмов, по всей видимости, просто не может быть.

Как видим, гель с удовольствием очищает поверхность от биоплёнок. (Фото IBM.)

Состав геля безопасен для человеческого организма и допускает длительный прямой контакт с его тканями. Поэтому новинка может использоваться для обработки ран, обеспечивая полное удаление микроорганизмов с раневой поверхности.

Материал недорог, да и собственно активного вещества требует немного: подавляющая часть его массы и объёма обеспечивается добавляемой водой: