Быстрое и высокоэффективное неинвазивное обеззараживание с помощью гибридных нанолистов Ag/CS@MnO₂ под действием света ближнего инфракрасного диапазона

Бактериальное инфицирование поверхностей медицинских аппаратов и инструментов, а также искусственных имплантатов представляет серьёзную угрозу для здоровья человека. Антибиотики и традиционные бактерицидные средства, включая наночастицы серебра, при длительном взаимодействии с бактериями могут способствовать развитию устойчивости. Поэтому для медицинских устройств, особенно материалов искусственных имплантатов, актуальны быстрое обеззараживание поверхности и длительная профилактика бактериального инфицирования. В настоящей работе на поверхности титановых пластин было создано гибридное покрытие из хитозана (CS), наночастиц серебра (AgNPs) и нанолистов MnO₂. Оно обеспечивало быструю и высокую антибактериальную активность: эффективность обеззараживания достигала 99,00% в отношении Staphylococcus aureus (S. aureus) и 99,25% в отношении Escherichia coli (E. coli) за 20 мин облучения светом ближнего инфракрасного диапазона с длиной волны 808 нм. Внешнее облучение в ближнем инфракрасном диапазоне запускало выработку нанолистами MnO₂ достаточного гипертермического эффекта уже через 10 мин. В сочетании с низкой концентрацией предварительно высвобождающихся из покрытия ионов серебра это обеспечивало выраженное синергическое антимикробное действие. Напротив, при той же концентрации отдельно высвобождающиеся ионы серебра или только фототермический эффект давали значительно меньшую антибактериальную эффективность: соответственно 24,00 и 30,01% в отношении S. aureus и 30,00 и 42,54% в отношении E. coli. Возможную цитотоксичность покрытия удавалось устранить благодаря низкой концентрации наночастиц серебра и их инкапсуляции хитозаном. Таким образом, новое бифункциональное покрытие Ag/CS@MnO₂ обладает значительным потенциалом для глубокого обеззараживания титановых имплантатов за короткое время за счёт сочетания предварительного высвобождения ионов серебра и фототермического эффекта.