Surfaces and Interfaces: Куркума и серебро на мембранах стерилизуют вирусы

Новый материал создала группа ученых из разных стран. Он способен блокировать работу вирусов.

На специальную «сетку» из полимера с большими отверстиями нанесли маленькие частицы серебра, соединенные с куркумином. Этот материал можно использовать для очистки воды от бактерий и вирусов или как защитный барьер в медицине.

Обычно, чтобы очистить воду от бактерий и вирусов, используют специальные мембраны — это тонкие пленки из полимеров с порами. Они похожи на сито: жидкость через них проходит, а микроорганизмы и вирусы остаются.

Но у этого способа есть проблема: если поры очень маленькие, размером как сами вирусы, фильтрация идет медленно, и очистка воды занимает много времени. Поэтому ученые хотят создать мембраны, которые будут быстро фильтровать воду. Поры в таких мембранах должны быть больше размера вирусов. Тогда вирусы смогут проходить через материал, но куркума с серебром лишат их сил, и они не смогут заразить клетки. А бактерии, которые больше размером, чем поры, останутся на мембране.

Исследование провели ученые из Центра прикладной физики в городе Дубна вместе с коллегами из Армении и Южной Африки. Они обнаружили, что если на специальную мембрану с большими порами нанести определенные вещества, то вирусы, проходя через нее, теряют способность проникать в клетки и размножаться.

Для этого ученые использовали небольшие дозы наночастиц серебра и куркумина. Эти вещества были выбраны потому, что ранее исследования показали их способность подавлять активность вирусов, включая вирус герпеса. Куркумин также известен своими антибактериальными свойствами и часто используется в противовоспалительных средствах.

Ученые провели эксперименты с разными вирусами: герпеса, стоматита, гриппа и энцефаломиокардита.

Они использовали специальную мембрану, которую обработали наночастицами серебра и куркумином. Затем через эту мембрану пропустили раствор с вирусными частицами с помощью шприца.

Чтобы проверить, работает ли материал, исследователи сравнили, сколько активных вирусов осталось в растворе после прохождения через мембрану.

Ученые обнаружили, что специальная оболочка (мембрана) не пропускала 99% частиц вирусов герпеса и стоматита. Она была менее эффективна против вирусов гриппа и энцефаломиокардита — их количество сократилось на 80–85%. Это значит, что вещество куркумин с частицами серебра действует выборочно.

Хотя поры мембраны были больше частиц вирусов, смесь наночастиц серебра и куркумина обеззаразила воду так же хорошо, как фильтр с мелкими порами. Вирусы потеряли способность размножаться и заражать клетки.

Этот метод быстрее и проще, чем фильтрация через мелкопористый фильтр. Он позволяет обеззараживать воду быстрее и эффективнее.

Такие мембраны могут очищать воду и использоваться в повязках для лечения ран и ожогов. Они защищают кожу от вирусов и бактерий.

В будущем мы планируем создать материалы, которые не нужно дополнительно обеззараживать. Например, фильтры для очистки лекарств или респираторы, — рассказал Александр Нечаев, кандидат химических наук.

Работы инициировал академик Юрий Оганесян, в исследованиях также принимали участие ученые из Ереванского государственного университета, Института молекулярной биологии НАН РА  (Армения) и Университета Нельсона Манделы  (Южная Африка).

Результаты исследования опубликованы в журнале Surfaces and Interfaces.

20.11.2024