Масло чайного дерева может заменить антибиотики в борьбе с инфекциями

Исследователи использовали антибактериальные свойства масла чайного дерева для создания биологически активного покрытия, которое защищает медицинское оборудование от бактерий. Открытие сможет предотвратить миллионы инфекций в год.

Чем больше мы используем антибиотики, тем менее эффективными они становятся, что приводит к появлению «супербактерий», устойчивых к антибактериальным свойствам препаратов. Ежегодно в Соединенных Штатах около 2 миллионов человек инфицируется бактериями, устойчивыми к лекарственным средствам, и большинство из этих случаев происходит в больницах.

Мохан Джейкоб, глава отдела электротехники и электроники Университета Джеймса Кука (Австралия), объясняет, что бактерии формируют «биопленку», которая образуется на медицинском оборудовании. Инфекции, вызванные такой биопленкой, становятся все более серьезной проблемой для здравоохранения. Только в США ежегодно регистрируется около 17 миллионов новых инфекций, связанных с биопленкой, что приводит к примерно 550 000 смертельных случаев в год.

антибиотик

Около 80 процентов инфекций, вызванных хирургическим вмешательством, связаны именно с этой биопленкой. Ученые задались вопросом - существует ли способ остановить образование бактериальных биопленок на медицинских устройствах? Оказалось, что да.

Известно, что растения производят антимикробные молекулы, и за последние несколько лет благодаря нанотехнологиям ученые нашли способ использовать мощности этих соединений для создания антибактериальных покрытий.

Соединения называются растительными вторичными метаболитами (РВМ), поскольку они не являются существенными для выживания и функционирования растения. Однако основной сложностью создания антибактериальных покрытий из РВМ стала возможность преобразования соединений из их природного жидкого состояния в твердое состояние без потери антибактериальных свойств. Команда ученых во главе с Джейкобом смогла решить эту задачу. Результаты их исследования были опубликованы в журнале «Polymers».

Из жидкого масла чайного дерева в твердое покрытие

Профессор Джейкоб объясняет, что такое РВМ:

Эти соединения добываются из эфирных масел и экстрактов трав, и обладают относительно мощными антибактериальными свойствами широкого спектра. РВМ - недорогой возобновляемый ресурс, доступный в коммерческих количествах, с ограниченной токсичностью и различными механизмами борьбы с бактериями, что выгодно отличает его от антибиотиков.

Полимеры, такие как резина, целлюлоза,  тефлон и полиуретан, характеризуются устойчивой «цепной структурой». Соавтор исследования Катерина Базака, помощник старшего научного сотрудника в Университете Джеймса Кука, объясняет процедуру, с помощью которой ученые смогли решить задачу превращения жидких РВМ в твердое полимерное покрытие.

Мы использовали плазменные технологии в реакторе, содержащем пары эфирных масел. Когда пары подвергаются воздействию тлеющего разряда, они преобразуются и оседают на поверхности имплантата в виде твердого биологически активного покрытия.

масло чайного дерева

Методы плазменной полимеризации используются для создания биоактивных поверхностей в течение нескольких десятилетий. В новом исследовании ученые сосредоточили свое внимание на преобразовании РВМ масла чайного дерева, также известного как Melaleuca alternifolia.

Базака объясняет, почему плазменная техника особенно полезна для преобразования РВМ в твердые биологически активные покрытия.

Главное преимущество такого подхода заключается в том, что во время процесса изготовления мы не используем другие химикаты, такие как растворители. Таким образом, нет угрозы того, что потенциально опасные химические вещества будут удерживаться в покрытии или воздействовать на поверхность материала, на который оно нанесено. Это делает процесс изготовления более экологически чистым.

Если компоненты масла чайного дерева в конечном итоге будут использоваться для защиты поверхности медицинского оборудования, ежегодно по всему миру могут быть предотвращены миллионы инфекций.