Gli scienziati dei materiali NUST MISIS hanno presentato nanorivestimenti antibatterici a base di nitruro di boro, che sono altamente efficaci contro i patogeni microbici (fino al 99,99%). Possono diventare un'alternativa sicura ai soliti antibiotici in implantologia poiché non hanno i tipici effetti collaterali negativi. I risultati del lavoro sono pubblicati in Materiali e interfacce applicati ACS .

A causa del significativo aumento del numero di procedure chirurgiche in tutto il mondo, gli scienziati stanno affrontando il problema delle infezioni microbiche causate dagli impianti. È particolarmente grave durante le operazioni ortopediche e dentistiche. Non è un segreto che la terapia farmacologica concomitante per l'infiammazione intorno agli impianti porta spesso a effetti collaterali a causa delle proprietà caratteristiche degli antibiotici, così come le dosi elevate richieste.

Un gruppo di giovani scienziati di NUST MISIS ha proposto una soluzione non standard al problema studiando l'interazione di batteri gram-negativi resistenti agli antibiotici Escherichia coli (E.coli) e un nanofilm costituito da una superficie strutturata di nitruro di boro. Si è scoperto che un tale rivestimento inattiva il 100% delle cellule batteriche dopo 24 ore.

"Il nitruro di boro esagonale ha un complesso di proprietà fisico-chimiche e meccaniche uniche. Come risultato degli esperimenti, abbiamo scoperto che la speciale struttura specifica delle nanoparticelle di nitruro di boro fornisce un effetto battericida paragonabile a quello di un antibiotico:i batteri muoiono a seguito del contatto fisico diretto con una speciale superficie aghiforme del nanofilm. Allo stesso tempo, non ci sono effetti collaterali tipici di un antibiotico sui tessuti del corpo, e il nitruro di boro di per sé non causa citotossicità, "ha detto Christina Gudz, coautore dello studio, un ricercatore presso il NUST MISIS Inorganic Nanomaterials Laboratory.

I ricercatori sono andati oltre e hanno riempito i micropori di un sottile rivestimento di nitruro di boro con l'antibiotico gentamicina. Il risultato è un effetto antibatterico dovuto al completo rilascio del farmaco in un breve periodo iniziale. Inoltre, la sua dose era un ordine di grandezza inferiore rispetto a un'iniezione convenzionale.

"Considerando un peso medio del paziente di 60 kg, la sua dose giornaliera di antibiotico è di circa 180 mg; a condizione che l'area dell'impianto sia, dire, 30 cm ² e dato che il primo giorno vengono rilasciati 55 μg di antibiotico dal nanorivestimento in studio, si scopre che il metodo proposto assume 100 volte meno antibiotico rispetto a un'iniezione standard, " ha aggiunto Christina Gudz.

Secondo gli autori dello sviluppo, l'applicazione all'impianto di un film antibatterico a base di nanoparticelle di nitruro di boro può ridurre al minimo il rischio di contaminazione batterica dovuto alle proprietà fisiche della superficie stessa, così come, in caso di modificazione antibiotica, consegna locale di una quantità minima del componente battericida senza appesantire l'impianto.

Attualmente, il team sta completando gli studi in vitro sui rivestimenti ottenuti e sta anche lavorando all'ottimizzazione del metodo di rivestimento per il suo uso futuro.