Исследователи соединили органические молекулы — кукурбитурилы и бамбусурилы, напоминающие тыкву и стебли бамбука, с наночастицами серебра и полупроводниковым нитридом углерода. Как сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ порталу Наука Mail, исследования проводятся при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030». Часть результатов большого проекта представлены в журнале Biomedical Materials.
Молекулы, получившие название кукурбитурилы, были синтезированы в 1905 году — и только в 1981 году доказаны их состав и строение. Долгое время они оставались малоизученными и не применялись из-за нерастворимости в воде и трудностей с определением структуры. Название «кукурбитурил» эти молекулы получили из-за сходства с тыквой (по-латыни Cucurbita).
Химики ТГУ использовали молекулы-«хозяева» — кукурбитурилы и бамбусурилы — для создания новых гибридных материалов. Благодаря полой структуре они могут захватывать и защищать лекарства, обеспечивая их точную доставку к очагу болезни и контролируемое высвобождение. Это снижает дозировку и токсичность препаратов, особенно важное для онкологии.
Для расширения возможностей ученые объединили эти молекулы с наночастицами серебра и нитридом углерода, создав трехкомпонентные гибриды. Такие материалы перспективны для медицины и фотокатализа.
Молекулы в форме тыквы и бамбука удерживают лекарства и направляют их к нужной цели. Наночастицы серебра добавляют мощное антибактериальное действие и не слипаются благодаря этим молекулам, что обеспечивает стабильность материала. Нитрид углерода — полупроводник, похожий на графен, — улавливает солнечный свет и запускает химические реакции при обычных условиях.
Чтобы применить такие гибриды на практике, ученые научились наносить их на биосовместимые каркасы: гидроксиапатит, диатомит и никелид титана. Это делает материалы пригодными для медицинских и экологических задач.
Новые гибридные материалы от химиков ТГУ сочетают мощное кровоостанавливающее и антибактериальное действие. Их можно использовать в экстренной помощи — для повязок и пакетов при сильных кровотечениях, особенно в полевых условиях, где обычные средства не справляются. Такие материалы ускоряют заживление, убивают бактерии и легко удаляются, не повреждая ткани.
Готовятся испытания для производства таких повязок с помощью 3D-печати. Также перспективно применение материалов в качестве антибактериальных покрытий для имплантов и инструментов.
Ученые не только создали материалы, но и заложили основы для разработки новых гибридных систем на базе кукурбитурилов и бамбусурилов — это открывает путь к персонализированной медицине.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в России создали замену уколам антибиотиков.