Українські вчені створили унікальні наночастинки срібла для боротьби з антибіотикорезистентністю

Вчені з Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара розробили унікальний метод створення наночастинок срібла, які можуть стати проривом у боротьбі з антибіотикорезистентними бактеріями. Дослідження, опубліковане в Journal of Chemistry and Technologies, демонструє принципово новий підхід до вирішення однієї з найгостріших проблем сучасної медицини.

Колектив науковців на чолі з дослідницею Ніною Хромих використав водний екстракт листя айви японської (Chaenomeles japonica) для біосинтезу срібних наночастинок. Цей метод принципово відрізняється від традиційних хімічних способів виробництва наноматеріалів, оскільки є екологічно чистим, енергоефективним і дозволяє отримувати стабільні наночастинки з унікальними властивостями.

Унікальність дослідження полягає в кількох ключових аспектах. По-перше, науковці не просто синтезували срібні наночастинки, а й створили їх кон'юговану форму з антибіотиком цефтриаксоном. Це дозволило підвищити ефективність боротьби з резистентними штамами бактерій, зокрема Staphylococcus epidermidis.

Характеристики отриманих наночастинок вражають. Вони мають майже сферичну форму, середній розмір 30−35 нанометрів і надзвичайно стабільну структуру. Дослідники використали низку сучасних методів дослідження, включаючи UV-Vis спектроскопію, скануючу електронну мікроскопію, інфрачервону та раманівську спектроскопію для повної характеристики створених наноматеріалів.

Особливо важливим є антибактеріальний потенціал розроблених наночастинок. Тести показали, що вони ефективно пригнічують ріст стійкого до антибіотиків штаму Staphylococcus epidermidis. Цей результат має принципове значення, оскільки мультирезистентні бактерії становлять серйозну загрозу для сучасної медицини.

Механізм дії наночастинок срібла складний і багатогранний. Вони здатні прикріплюватися до клітинної стінки бактерій, проникати всередину клітини та пошкоджувати її структури. Крім того, наночастинки викликають окислювальний стрес, пошкоджують білки, ліпіди та ДНК бактерій, порушують їхні сигнальні механізми.

Важливою перевагою розробки є її «зелений» синтез. Науковці використали природні компоненти рослинного екстракту — фенольні сполуки, флавоноїди, терпеноїди — для відновлення іонів срібла та стабілізації наночастинок. Це робить метод безпечнішим порівняно з традиційними хімічними технологіями.

Крім антибактеріального потенціалу, дослідники виявили у створених наночастинок ще одну цікаву властивість — значний ефект поверхнево-підсиленого раманівського розсіювання (SERS). Це відкриває перспективи використання розроблених наноматеріалів у створенні нових біосенсорів для детекції надмалих концентрацій речовин.

Робота виконана в рамках наукового проєкту «Застосування наночастинок на основі рослинних матриць для підвищення антимікробних ефектів фітокомпонентів проти резистентних патогенів». Дослідження фінансувалося за державної підтримки Національної академії наук України.