Исследователи из Пермского Политеха изучили антибактериальную активность хитозана. Это нетоксичное и биосовместимое вещество получают из панцирей ракообразных, грибов, водорослей и некоторых насекомых. Ученые выяснили, при каких условиях оно наиболее эффективно справляется с микроорганизмами, которые вызывают микобактериозы с поражением легких и кожи, которые чаще всего возникают у людей со сниженным естественным иммунитетом.

Ученые Пермского Политеха провели работу вместе с коллегами из Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН. Исследование прошло при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований.

«Хитозан можно применять в медицине – в качестве средства для обработки полимерных поверхностей, например, катетеров. Кроме того, его антибактериальные свойства можно использовать в производстве упаковок для еды. Вещество также используют в биотехнологии и сельском хозяйстве. Хитозан нетоксичен, не вызывает негативных реакций у живых организмов и легко разлагается. Обычно его получают в результате переработки хитина, который выделяют из панцирей ракообразных, мицелярных и высших грибов, водорослей, мух и пчел», – рассказывает студентка кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха Карина Давыдова.

По словам исследовательницы, из-за разнообразия природных источников вещество может иметь различные свойства. Поэтому для применения хитозана в качестве антибактериального средства важно знать, при каких условиях он наиболее эффективен.

Хитозан обладает антибактериальной, антивирусной и антитоксической активностью. Его свойства объясняются тем, что вещество содержит множество катионов. Это позволяет ему «связываться» с отрицательно заряженными структурами на поверхности бактерий. В результате обмен веществ клетки с окружающей средой нарушается, и это приводит к ее гибели.

Исследователи провели серию экспериментов и выяснили, что хитозан оказывает выраженное подавляющее действие на бактерии. Если пластик предварительно обработать этим веществом, микроорганизмам становится сложнее «сцепляться» с поверхностью.

Биотехнологи использовали для опытов хитозан с низким содержанием молекул, так как он обладает более высокой биологической активностью. Они сравнили образцы вещества с разными характеристиками. Сначала ученые выявили антибактериальную активность хитозана, его минимальную подавляющую и бактерицидную концентрацию.

Для этого они использовали бактерии Mycobacterium smegmatis и Mycobacterium avium. Раствор хитозана нанесли на поверхность полистироловой чашки и оставили на 15 минут, чашку окрасили красителем, а затем смыли его. С помощью микровизора ученые определили, сколько бактерий осталось на поверхности пластика.

«Мы выяснили, что наиболее успешно подавляет рост бактерий хитозан со степенью деацетилирования 98 процентов. Деацетилирование происходит при получении вещества из хитина. Этот образец смог уменьшить «сцепление» бактерий с поверхностью пластика на 30 процентов. Хитозан образует пленки на поверхности пластика, и таким образом проявляются его защитные свойства», – поясняет исследовательница.