По данным Scopus, только в 2025 году по тематике антибактериальной активности опубликовано свыше 23 000 статей. Во многих из них речь идет не о поиске «универсального антибиотика», а о принципиально иной стратегии – поверхностной функционализации медицинских изделий.
Материалы против инфекций: какие решения для защиты от бактерий создают ученые
Чтобы победить бактерии, устойчивые к антибиотикам, российские ученые разрабатывают материалы нового поколения, которые становятся надежным щитом против инфекций.
Freepik
О последних достижениях науки в области антимикробной защиты редакции Techinsider.ru рассказал Дмитрий Штанский, директор центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС, д.ф.-м.н.
Ученые взялись за разработку материалов, которые сами по себе становятся активными участниками борьбы с патогенами. Такой подход к антимикробной защите может использоваться, например, в имплантатах, катетерах, раневых повязках, масках для дыхания, пищевой упаковке и даже в униформе медицинского персонала.
В лабораториях появляется все больше сложных наноматериалов с заданными свойствами, которые дают более сильный и управляемый антибактериальный эффект.
Антибактериальные технологии
Гидрогели
Для лечения ран разрабатываются гидрогели нового поколения – мягкие материалы, которые помогают тканям заживать и при этом защищают от инфекций. Активно развиваются и такие подходы, как высвобождение бактерицидных ионов металлов (серебра, меди и цинка), контролируемая доставка лекарственных веществ, подавление формирования микробных биопленок и контактное разрушение бактериальной клетки за счет особенностей поверхности.
Фотокаталитические системы
Среди наиболее перспективных решений – фотокаталитические системы на основе оксидов титана, цинка и меди, а также модифицированные наноструктуры, способные генерировать активные формы кислорода. Такие высокореакционные радикалы повреждают клеточную стенку бактерий и запускают в них разрушительные окислительные процессы.
Гибридные покрытия
Отдельное направление – создание гибридных покрытий, сочетающих сразу несколько механизмов действия. Такой подход снижает вероятность того, что бактерии смогут адаптироваться к какому-то одному конкретному фактору.
Когда разработки дойдут до врачей
Одна из неочевидных проблем при масштабировании подобных разработок заключается в нестабильных результатах в процессе испытаний. Это объясняется сложностью биологических процессов, ведь на активность антибактериальной защиты влияет не только механизм действия, но и условия среды: механические нагрузки, иммунный ответ организма, присутствие смешанных микробных сообществ. Поэтому параллельно с разработкой новых материалов идет пересмотр подходов к их тестированию.
В целом разработка антибактериальных материалов все больше смещается от метода проб и ошибок к осознанному проектированию медицинских изделий с заранее заданными свойствами.
Сейчас в центре внимания ученых – многофункциональные и адаптивные системы, способные реагировать на изменения среды и работать локально там, где возникает очаг инфекции.
Следующий рубеж исследований находится на пересечении микробиологии, инженерии поверхностей и машинного обучения: с помощью компьютерного моделирования ученые смогут прогнозировать эффективность материалов еще до их синтеза, ускоряя путь от лабораторных экспериментов к практическому применению.