Сибирские ученые создали уникальную антибактериальную пленку для любых поверхностей

Санитарка с тряпкой и кварцевание не помогают

Для того, чтобы уберечься от инфекций, человеку достаточно мыть руки после улицы и перед едой, делать прививки и вести здоровый образ жизни, но есть места, переполненные инфекциями, – больницы, поликлиники и другие медучреждения. В их помещениях регулярно проводят дезинфекцию, однако она не способна защитить от всех угроз.

Микробы можно подцепить во время операции, обследования или просто у стойки регистратуры. Обычно это происходит так: один человек чихает; второй ставит руку на поверхность, куда попали опасные организмы, затем трогает свое лицо. Возбудителями могут стать золотистый стафилококк или синегнойная палочка, активно распространяются пневмония, туберкулез и другие заболевания.

Читайте также из рубрики Наука: Новосибирские ученые предложили способ избавления от свалок

Больничные инфекции утяжеляют течение основного заболевания, затрудняют диагностику и лечение, ухудшают прогноз и исход заболевания, требуют дополнительных денег на лечение. Проблема обострилась за последние двадцать лет – медицина стала использовать новые технологии, операции стали сложнее, а возбудители стали устойчивее к дезинфекции.

Часто заражение происходит во время хирургических вмешательств, причем не только в России. По данным исследований экспертов ВОЗ, проверявших 42 лечебных учреждения в 14 странах, хирургические инфекции после операций возникают в 13-29% случаев. В России, по статистике Роспотребнадзора, ежегодно регистрируется 25-30 тыс. случаев инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. Эксперты считают, что на самом деле болезнями заражаются не менее 2-2,5 млн человек.

Пациенты, которые «подцепили» инфекцию при оказании медицинской помощи, в 2-3 раза дольше находятся в стационаре, чем другие люди при аналогичных заболеваниях, стоимость их лечения увеличивается в 3-4 раза, выписывают их на 10 дней позже. Инфекции, полученные при оказании медицинской помощи, в 5-7 раз увеличивают риск смерти у больного.

Фото: Рамиль Ситдиков / РИА «Новости»

Сегодня санитарка с тряпкой и кварцевые лампы не в состоянии победить все инфекции. Появляются новые бактерии, устойчивые к стандартным методам обеззараживания помещений. Они невосприимчивы – резистентны – к существующим антибиотикам, химическим препаратам и ультрафиолету.

Многие микроорганизмы попадают из других стран. Например, в 2013 году Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера проводили исследование, в результате которого в пяти медучреждениях города обнаружили особо устойчивые штаммы, пришедшие из Индии и Пакистана. Одновременно их обнаружили в Европе, Америке, Австралии, Канаде и Сингапуре. Чаще всего такие инфекции распространяют пациенты, посетившие накануне другие страны. Избавиться от этих микроорганизмов непросто. Дело в том, что в Индии работают заводы, которые производят антибиотики. Эти препараты попадают во внешнюю среду – в воду, почву, воздух. Бактерии, обитающие там, становятся устойчивыми к различным препаратам.

От проблем со сном к рвоте, поносу и температуре

Помимо специфических микроорганизмов в медучреждениях можно столкнуться с привычными вирусами, например, «подхватить» ОРВИ, ангину или ротавирус. Так произошло с Анной Ильченко из города Сергиев Посад, которая легла в больницу со своим годовалым сыном. Малышу нужно было провести обследование из-за проблем со сном. На тот момент никаких других заболеваний у ребенка не было.

На третий день обследования у мальчика началась рвота. К трем часам ночи к ней добавилась температура 38,7 градусов. После этого малышу поставили катетер и капельницу. «Я узнала, что соседку по блоку также всю ночь рвало, а неделю назад такие же симптомы были у еще одного ребенка! Не надо быть специалистом, чтобы понять, что это инфекционная эпидемия», – рассказала Анна.

Далее у ребенка начался понос, малыш не ел почти трое суток. Врачи говорили, что это обычное отравление или грипп, но мать заметила симптомы, характерные для ротовируса. В последствии Анна узнала, что инфекция пришла из соседнего отделения больницы. Причем жертвами ротавируса стали не только пациенты, но и медработники, а также члены их семей.

«Легли в больницу на обследование причин нарушения сна, а пришлось сбежать из больницы под расписку, захватив с собой с ротавирус (подтвердили диагноз у независимого врача), сильный кашель и насморк (надеемся, что не бронхит), нарушение пищеварения», – подвела итог женщина.

Фото: Григорий Сысоев/ РИА «Новости»

Сухой туман с ионами серебра

Сегодня медики используют более эффективные и безопасные для пациентов и персонала методы дезинфекции помещений. Например, обеззараживание сухим туманом при помощи распыления ионов серебра. Этот метод эффективен для большинства вредных организмов, особенно таких суперустойчивых как метициллин-резистентный золотистый стафилококк, ванкомицин-резистентный энтерококк, Acinetobacter baumanni (они могут вызывать пневмонию, менингит, инфекции мочевыводящих путей), а также Mycobacterium tuberculosis, или палочка Коха, которая провоцирует развитие туберкулеза.

При распылении сухой туман проникает в труднодоступные места – закрытые тумбочки, потолок, плафоны верхнего освещения, матрацы. Для обработки требуется три часа. Она особенно хороша для медучреждений, которые находятся в старых зданиях, где строительные и отделочные материалы тяжело поддаются дезинфекции.

Несмотря на все плюсы ионов серебра, у этого способа дезинфекции есть свои недостатки. Во-первых, высокая стоимость, а во-вторых, непокрытое серебро со временем окисляется и стирается, то есть портит поверхности и теряет свою эффективность.

Пленка, на которой бактерии гибнут сами

Ученые из Института неорганической химии решили разработать альтернативный вариант дезинфекции – самостерилизующиеся и безвредные для человека поверхности, при попадании на которые бактерии будут погибать сами.

Внимание обратили на вещества, которые работают на принципе фотодинамической инактивации микроорганизмов. Под влиянием света опасные микроорганизмы могут потерять свою активность. Схожий принцип используется при фотодинамическом лечении рака: пациенту вводят соединения, которые облучаются светом с определенной длиной волны; они производят кислород, благодаря чему убивают опухоль.

В качестве компонентов для антибактериального покрытия сибирские ученые предложили использовать вольфрам и молибден. Под воздействием солнечного или искусственного света они создают синглетный кислород, который уничтожает любую попавшуюся ему на пути бактерию. Он существует лишь долю секунды, поэтому опасен только на поверхности материала. Причем эта поверхность безвредна для человека, поскольку роговой слой кожи не восприимчив к подобным воздействиям.

Ученые решили пойти дальше и вместе с этим использовать другой способ борьбы с микорорганизмами – супергидрофобное вещество. При попадании на средство бактерия просто «скатывается». По такому принципу работает обычное мыло – чаще всего оно не убивает бактерии, а всего лишь смывает их с рук.

Читайте также из рубрики Наука: Российские ученые увеличили способ хранения донорского сердца до 24 часов

Для того, чтобы создать покрытие, на котором бактерии не смогут закрепиться, ученые из ИНХ им. А.В. Николаева взяли близкое к супергидрофобному вещество – модифицированный тефлон – и добавили в него активный компонент (вольфрам и молибден). В результате появилось вещество, которое после нанесения на любую поверхность образует губительную для бактерий пленку. Если микроорганизмы не уничтожаются под воздействием света, их можно просто смыть.

Важное отличие этой разработки от средств с ионами серебра заключается в воздействии на саму поверхность. Серебро со временем выходит из покрытия и портит внешний вид поверхностей. Разработка сибирских ученых сохраняет и свои свойства, и внешний вид, хоть и становится темнее под воздействием света. Кроме того, безопасна для людей, у которых есть аллергия на металлы.

Специалисты отмечают, что прежде всего пленкой необходимо покрывать пол, потому что множество инфекций переносится именно ногами. При желании некоторое медицинское оборудование (капельницы, трубки) также реально делать с этим материалом.

Срок действия антибактериальной пленки – 10-15 лет. Все это время компоненты будут работать одинаково эффективно. Уход за ним минимальный – достаточно просто стирать пыль. Эксперименты с разработкой ученых Института неорганической химии успешно прошли в Федеральном исследовательском центре фундаментальной и трансляционный медицины в лаборатории экспериментального моделирования и патогенеза инфекционных заболеваний. Работу сибирских ученых поддержали грантом президента России.

В дальнейшем исследователи планируют работать над снижением стоимости разработки. Сейчас некоторые компоненты приходится заказывать из-за рубежа по высокой цене, поэтому ищут отечественные аналоги. Если у проекта появится постоянный источник финансирования, то примерно за год антибактериальное покрытие можно будет вывести на рынок.