Лепестки против микробов: российские ученые создали антибактериальное покрытие, имитирующее структуру цветов

Ученые из МФТИ в сотрудничестве с коллегами из ТГТУ и ИБГ УФИЦ РАН разработали новый метод защиты от бактериальной колонизации, основанный на имитации структуры поверхности цветочных лепестков. Исследование показало, что нанесение рельефного рисунка, повторяющего структуру поверхности растений, на полимерные материалы может эффективно предотвращать прикрепление микроорганизмов, не требуя при этом использования антибиотиков.

Полимерные материалы широко используются в медицине для изготовления катетеров, контактных линз, протезов и имплантатов. Однако поверхность полимеров благоприятна для прикрепления бактерий, что может приводить к инфицированию пациентов. Традиционные антибиотики становятся все менее эффективными из-за появления устойчивых штаммов, что делает актуальным поиск новых способов борьбы с бактериальными инфекциями.

Вдохновившись разнообразием и функциональностью природных форм, исследователи обратились к биомиметике, скопировав микроструктуру поверхности цветочных лепестков. Для экспериментов они использовали полидиметилсилоксан (силикон) и изучили поверхность силиконовых копий лепестков розы, ромашки, анютиных глазок и магнолии с помощью сканирующей электронной микроскопии.

Ученые установили, что поверхность силиконовых копий лепестков различных цветов имеет уникальный рельеф, включающий ячеистые полости, складки и бороздки. Последующие эксперименты показали, что силиконовые образцы с нанесенной структурой поверхности лепестков обладают значительно более низкой степенью заселения кишечной палочкой по сравнению с контрольными образцами с плоской поверхностью.

Новый метод прост в реализации, не требует использования антибиотиков и легко масштабируется до промышленных масштабов, что делает его многообещающим решением для защиты медицинских изделий от бактериальной колонизации и предотвращения инфекционных осложнений.