Дизайн новых антимикробных агентов на основе бикомпонентных наночастиц металлов и их оксидов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-79-20382

НазваниеДизайн новых антимикробных агентов на основе бикомпонентных наночастиц металлов и их оксидов

Руководитель Ложкомоев Александр Сергеевич, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук , Томская обл

Конкурс №24 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-801 - Фундаментальные основы конвергентных наук

Ключевые слова Бикомпонентные наночастицы, электрический взрыв проводника, окисление, структурно-фазовое состояние, резистентность, антимикробная активность

Код ГРНТИ31.15.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Несмотря на стремительное развитие науки и технологий, до сих пор не решены проблемы образования новых резистентных штаммов микроорганизмов и распространения нозокомиальных инфекций. Ежегодно в мире от бактериальных инфекций погибает около 700 тыс. чел. Это связано как с нерациональным применением антибиотиков, так и с нарушением мероприятий по локализации и предотвращению внутрибольничных инфекций. По мнению ведущих мировых ученых применение биоактивных наночастиц металлов и их химических соединений может способствовать решению данной проблемы. Это связано с тем, что биоактивные наночастицы не вызывают резистентности у микроорганизмов и, в некоторых случаях, усиливают действие антибиотиков. Сегодня в мире в основном исследуется влияние на жизнедеятельность микроорганизмов наночастиц состоящих из отдельных металлов и их оксидов. Предварительные исследования авторов проекта показывают, что сочетание двух биоактивных металлов и/или их оксидов приводит к более эффективному подавлению роста бактерий вследствие синергетического антимикробного эффекта компонент наночастиц. Актуальность проекта определяется тем, что использование синергетического антимикробного эффекта позволяет разработать на основе бикомпонентных наночастиц новые медицинские препараты и изделия для лечения ран, в том числе зараженных резистентными штаммами микроорганизмов, а также самостерилизующиеся материалы и покрытия для применения в медицинской практике. Научная новизна проекта заключается в том, что впервые будет проведен комплекс экспериментальных исследований, который позволит установить взаимосвязь структурно-фазового состояния и морфологических особенностей бикомпонентных наночастиц металлов и их оксидов с их антимикробными свойствами, в том числе по отношению к резистентным штаммам микроорганизмов. Будут синтезированы наночастицы со структрно-фазовым состоянием и с формо-размерными характеристиками, при которых будет проявляться максимальный антимикробный эффект за счет синергетического взаимодействия компонентов наночастиц. Направление исследований по проекту является междисциплинарным, полученные при выполнении проекта данные расширят имеющиеся представления об условиях и механизмах образования бикомпонентных наночастиц металлов и их оксидов с различным структрно-фазовым состоянием и формо-размерными характеристиками, а также позволит определить факторы, обуславливающие их антимикробные свойства. Изучение процессов формирования бикомпонентных наночастиц, связь строения с их свойствами крайне важны для развития нанотехнологий, физики конденсированного состояния и физической химии. Развитие данного подхода позволит создавать новые функциональные наноматериалы с заданными свойствами, которые будут использованы в биомедицинских приложениях.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бакина О. В., Глазкова Е. А., Ложкомоев А. С., Лернер М. И., Сваровская Н. В. Cellulose acetate fibres surface modified with AlOOH/Cu particles: Synthesis, characterization and antimicrobial activity Cellulose (год публикации - 2018)

2. Бакина О. В., Глазкова Е. А., Первиков А. В., Сваровская Н. В. Flower-shaped micro/nanostructures based on AlOOH with antimicrobial activity against E. coli Current Nanocsience (год публикации - 2018)

3. Ложкомоев А.С., Первиков А.В., Бакина О.В., Казанцев С.О., Готман И Synthesis of antimicrobial AlOOH–Ag composite nanostructures by water oxidation of bimetallic Al– Ag nanoparticles RSC Advances, Т. 8. №. 63. С. 36239-36244 (год публикации - 2018)

4. Ложкомоев А.С., Казанцев С.О., Первиков А.В. AlOOH-Ag nanostructure formation in water oxidation of Al/Ag binary nanoparticles AIP Conference Proceedings, Т. 2051, С. 020176 (год публикации - 2018)
10.1063/1.5083419

5. Ложкомоев А.С., Первиков А.В., Казанцев С.О. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР AlOOH-Ag ПРИ ОКИСЛЕНИИ ВОДОЙ БИКОМПОНЕНТНЫХ НАНОЧАСТИЦ Al/Ag Тезисы докладов международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» (год публикации - 2018)

6. Казанцев С.О., Фоменко А.Н, Кондранова А.М. Электрокинетические свойства биметаллических наночастиц с различным соотношением металлов Химия и химическая технология в XXI веке : материалы XIX Международной научно-практической конференции имени профессора Л.П. Кулёва студентов и молодых ученых (г. Томск, 21–24 мая 2018 г.) (год публикации - 2018)

7. Ложкомоев А.С., Первиков А.В., Бакина О.В. СИНТЕЗ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЗРЫВА ДВУХ ПРОВОЛОЧЕК И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И АНТИМИКРОБНЫХ СВОЙСТВ ЧЕТВЕРТЫЙ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ НАУЧНЫЙ ФОРУМ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ "НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ". Москва. 27-30 ноября 2018 г. (год публикации - 2018)

8. Казанцев С.О., Ложкомев А.С., Бакина О.В., Фоменко А.Н., Конданова А.М., Первиков А.В. Al/Ag and Al/Cu bimetal nanoparticles oxidation by water Materials science of the future: research, development, scientific training” February 12-14, 2019, (Nizhni Novgorod Lobachevsky University) : Abstracts. – Nizhni Novgorod: Nizhni Novgorod University Press (год публикации - 2019)

9. Бакина О.В., Глазкова Е.А., Первиков А.В., Сваровская Н.В. Flower-shaped Micro/nanostructures Based on AlOOH with Antimicrobial Activity Against E. coli Current Nanoscience, Volume 15 (год публикации - 2019)
10.2174/1573413715666190213143514

10. Кондранова А.М., Ложкомоев А.С., Казанцев С.О., Первиков А.В. Synthesis and antimicrobical activity of composite oxides nanoparticles based on ZnO IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (год публикации - 2019)
10.1088/1757-899X/684/1/012012

11. Ложкомоев А.С., Казанцев С.О., Кондранова А.М., Фоменко А.Н., Первиков А.В., Родкевич Н.Г., Бакина О.В. Design of antimicrobial composite nanoparticles ZnxMe(100-x)/O by electrical explosion of two wires in the oxygen-containing atmosphere Materials and Design (год публикации - 2019)
10.1016/j.matdes.2019.108099

12. Ложкомоев А.С., Казанцев С.О., Первиков А.В., Фомеко А.Н., Готман И. New approach to production of antimicrobial Al2O3-Ag nanocomposites by electrical explosion of two wires Materials Research Bulletin (год публикации - 2019)
10.1016/j.materresbull.2019.110545

13. Цуканов А.А., Первиков А.В., Ложкомоев А.С. Bimetallic Ag–Cu nanoparticles interaction with lipid and lipopolysaccharide membranes Computational Materials Science (год публикации - 2019)

14. Кондранова А.М., Ложкомоев А.С., Казанцев С.О., Первиков А.В., Фоменко А.Н., Бакина О.В. Production and properties of composite nanoparticles (CuxMe1–x)O AIP Conference Proceedings (год публикации - 2019)
10.1063/1.5132035

15. Ложкомоев А.С., Бакина О.В., Первиков А.Н., Казанцев С.О., Глазкова Е.А. Synthesis of CuO–ZnO composite nanoparticles by electrical explosion of wires and their antibacterial activities Journal of Materials Science: Materials in Electronics (год публикации - 2019)
10.1007/s10854-019-01684-4

16. Бакина О.В.. Сваровская Н.В., Миллер А.А., Ложкомоев А.С., Августинович А.В., Добродеев А.Ю., Спирина Л.М., Афанасьев С.Г. Synergistic Effect of Antitumor Activity of Doxorubicin and Bicomponent Nanostructures Based on Aluminum Oxide Siberian Journal of Oncology (год публикации - 2020)
10.21294/1814-4861-2020-19-2-82-89

17. Первиков А.В., Ложкомоев А.С., Бакина О.В., Лернер М.И, Закономерности формирования структурно-фазовых состояний биметаллических наночастиц Ag–Cu, полученных электрическим взрывом двух проволок ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ФИЗИКА (год публикации - 2020)

18. Бакина О.В., Глазкова Е.А., Ложкомоев А.С., Сваровская Н.В., Родкевич Н.Г., Лернер М.И. Synthesis and antibacterial activity of cellulose acetate sheets modified with flower-shaped AlOOH/Ag Cellulose (год публикации - 2020)

19. Сваровская Н.В., Глазкова Е.А., Ифлштф О.В., Казанцев С.О., Ложкомоев А.С., Лернер М.И Hierarchical γ-alumina: From Pure Phase to Nanocomposites Recent Patents on Nanotechnology (год публикации - 2020)
10.2174/1872210514666191213150838

20. О.В. Бакина, С.О. Казанцев, А.В. Первиков, Е.А. Глазкова, Н.В. Сваровская, А.С. Ложкомоев, Е.Г. Хоробрая Структура, морфология и антибактериаль- ные свойства мезопористых нанокомпозитов AlOOHметалл Физика и химия обработки материалов (год публикации - 2020)

21. Первиков А.В., Казанцев С.О., Ложкомоев А.С., Лернер М.И. Bimetallic AlAg, AlCu and AlZn nanoparticles with controllable phase compositions prepared by the electrical explosion of two wires Powder Technology (год публикации - 2020)

22. Бакина О., Глазкова Е., Первиков А., Ложкомоев А., Родкевич Н., Сваровская Н., Лернер М., Наумова Л., Варнакова Е., Чой В. Design and Preparation of Silver–Copper Nanoalloys for Antibacterial Applications Journal of Cluster Science (год публикации - 2020)

23. Ложкомоев А.С., Казанцев С.О., Первиков А.В. Hydrothermal synthesis of nanostructured composites from Al/Zn, Al/Cu, and Al/Fe bicomponent nanopowders AIP Conference Proceedings (год публикации - 2020)

Публикации