Российские ученые разработали новый метод синтеза композитов на основе нанопорошков серебра и порошков оксида алюминия. За счет серебра композиты обладают выраженными антибактериальными свойствами и могут быть использованы как транспортеры лекарств. Работа опубликована в журнале Radiation Physics and Chemistry.

Исследователи из Уральского федерального университета и Института электрофизики Уральского отделения РАН создали мезопористый наноразмерный оксид алюминия, который может служить транспортером лекарств, например антибиотиков. Серебряное покрытие придает композиту дополнительные антимикробные свойства, так как если к антибиотикам бактерии со временем становятся невосприимчивыми, то устойчивостью к серебру они не обладают.

«Первая особенность нашей технологии в том, что для получения порошков оксида алюминия с серебряным покрытием мы используем импульсные пучки электронов. Поэтому энергия выделяется в очень короткий промежуток времени, в течение порядка 50 наносекунд, и реакции протекают иначе, чем при использовании постоянных пучков электронов. Как следствие, полученные нами композитные нанопорошки имеют фрактальную структуру, состоят из множества пор, и количество “загружаемого” в них лекарства не меньше, чем у лучших зарубежных аналогов», — объясняет руководитель исследовательской группы Сергей Соковнин.

Во-вторых, ученые изобрели новый способ получения нанопорошков серебра. Они создали раствор многоатомных спиртов и нитрата серебра. Под воздействием импульсного пучка электронов он распадается, образуя атомы серебра, которые конденсируются на ОН-группах многоатомных спиртов. Эксперименты показали, что количество ОН-групп в многоатомных спиртах — существенный фактор: именно они являются центрами образования наночастиц серебра. Чем больше таких центров, тем меньше наночастицы серебра, которые на них конденсируются. Кроме того, ученые смогли регулировать размеры поверхности композитного нанопорошка, покрытой серебром, за счет изменения времени выдержки после облучения.

Антибактериальные свойства композита исследователи изучили на винных дрожжах, кишечной палочке и золотистом стафилококке. Во всех случаях материал подтвердил эффективность. Следующая задача ученых — найти стабилизирующее вещество для получения более равномерного покрытия серебром оксидной основы и, используя такие наполнители, как кремний и висмут, разработать многофункциональный препарат, который одновременно будет являться носителем лекарства и антибактериальным средством и при этом легко обнаруживаться с помощью рентгеновского излучения.

Применение композитов на основе серебра перспективно в лечении ангиогенных заболеваний, таких как рак, и в регенерации костной ткани. Кроме того, данные композиты являются многообещающими материалами в эндопротезировании суставов, зубной трансплантологии, а также в качестве фотокаталитических агентов для обеззараживания воды.