Последние достижения в области фотокаталитических антибактериальных материалов

Возбудители инфекций, присутствующие в ранах и инфицированных тканях, питьевой воде и общественных местах, наносят значительный вред здоровью людей. Стремительное распространение лекарственной устойчивости и супербактерий, а также злоупотребление антибиотиками и их чрезмерное применение при системной терапии привели к глобальному кризису антибиотикорезистентности. При этом разработка новых антибиотиков обычно занимает много времени. В последние годы фотокаталитические антибактериальные средства, благодаря быстрому и эффективному бактерицидному действию, рассматриваются как не вызывающая лекарственной устойчивости и побочных эффектов альтернатива антибиотикам для борьбы с бактериальными заболеваниями и загрязнением воды, обусловленными определёнными возбудителями. Фотокатализ обладает уникальными преимуществами в антибактериальной терапии, а его управляемость играет незаменимую роль. В настоящем обзоре рассмотрены механизмы фотокатализа с участием представителей фотокаталитических полупроводников — оксидов металлов, сульфидов металлов, нитрида углерода и композитных материалов с гетеропереходами, — а также органических соединений, включая органические полимеры и малые органические молекулы с агрегационно-индуцированной эмиссией, и соответствующие механизмы их фотокаталитического антибактериального действия. Обобщены механизмы фотокаталитического уничтожения бактерий и современное состояние разработки и применения фотокаталитических противомикробных материалов. Рассмотрены актуальные проблемы и перспективы этих направлений, способные стимулировать развитие технологий производства материалов и их промышленное внедрение для борьбы с бактериальными инфекциями. Кроме того, освещены потенциальные ограничения применения и перспективные направления дальнейших исследований.