IBM Research: нановолокна на основе ПЭТ
С лежащими на земле пластиковыми бутылками сталкивается каждый день житель почти любого крупного города. Ежегодно в мире выбрасывается 2,5 млн тонн такой тары, соответственно встает вопрос об утилизации этого мусора. На свалке подобные бутылки полностью разлагаются только за 120-150 лет: полиэтилентерефталат (ПЭТ) устойчив к внешним воздействиям и не разрушается кислотами и щелочами. Самый простой способ его утилизировать – сжечь. Однако при сжигании ПЭТ образуются токсичные продукты, в частности, диоксин.
В попытках поиска решения данной проблемы ученые из IBM Research совместно с сингапурским Институтом биоинженерии и нанотехнологий (Institute of Bioengineering and Nanotechnology) совершили весьма интересное открытие, создав новый вид нановолокна на основе ПЭТ, из которого как раз и состоят пластиковые бутылки. В это нановолокно может быть переработана тара из полиэтилентерефталата, при этом волокнам сообщается значительный положительный заряд.
В то же время приблизительно один миллиард человек (главным образом, в жарких странах) страдает от грибковых заболеваний (микозов). Устранить данное заболевание весьма непросто по той причине, что лекарства, которые могли бы разрушить зловредные клетки, с трудом могут их отличить от обычных здоровых клеток из-за похожего метаболизма. Но, кроме этого, необходимо еще и проникнуть сквозь стенку грибковой клетки.
Однако клетки грибков тем и отличаются от человеческих клеток, что обладают отрицательным зарядом, в то время как нашим клеткам такое явление не свойственно. А разноименные заряды, как известно, притягиваются, и нановолокна будут втянуты именно в грибковую клетку, уничтожая ее, в то же время не повреждая обычную здоровую клетку.
Лечение противогрибковых заболеваний нановолокнами из ПЭТ облегчает и тот факт, что молекулы полиэтилентерефталата способны к определенной самосборке за счет межмолекулярного взаимодействия. Объединяясь в конгломераты, они еще активнее атакуют клетки грибка.
В тестовых опытах, проведенных против грибка молочницы (candida albicans), который является третьим в США по частоте видом инфекций кровотока, уничтожалось 99,9% вредных клеток. Более того, после проведения 11 циклов обработки клетки не показывали ни малейших следов роста устойчивости к лекарству, тогда как при обработке обычным лекарством начиная с шестого цикла обработки устойчивость начинала значительно увеличиваться. Более того, полностью уничтожались даже биопленки, тогда как обычные лекарства в большинстве своем неспособны справиться с этой защитой.
В итоге из, казалось бы, бесполезных пластиковых бутылок был создан высокоэффективный противогрибковый препарат. Кроме того, новое лекарство оказалось безопасным для организма: эксперименты, проведенные на мышах с зараженными грибком глазами, показали, что после применения лекарства на поверхности глаза не остается даже следов эрозии от действующего вещества. Это важно, поскольку микозы сильнее всего поражают людей с людей с нарушениями иммунитета. Часто иммунитет настолько слаб, что организм чувствителен даже к минимальным побочным эффектам. Обычные же препараты лишь подавляют развитие грибка, одновременно поражая, хотя и в меньшей степени, здоровые клетки.