ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................. 6
Актуальность темы исследования.............................................................................. 6
Степень разработанности темы исследования.......................................................... 7
Цель исследования ....................................................................................................... 9
Задачи исследования.................................................................................................... 9
Научная новизна исследования .................................................................................. 9
Теоретическая и практическая значимость работы................................................ 10
Методология и методы исследования...................................................................... 11
Объекты исследования .............................................................................................. 12
Супергидрофильные, супергидрофобные нанотекстурированные и
контрольные образцы............................................................................................. 12
Штаммы бактерий................................................................................................... 14
Штаммы бактериофагов......................................................................................... 14
Материалы исследования .......................................................................................... 14
Питательные среды................................................................................................. 14
Дисперсионные среды и реактивы........................................................................ 15
Методы исследования................................................................................................ 15
Получение суточной культуры бактериальных штаммов .................................. 15
Получение бактериальной суспензии нужного титра......................................... 15
Определение литической активности бактериофагов......................................... 16
Сканирующая электронная микроскопия............................................................. 16
Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия......................................... 17
Получение супергидрофильного и супергидрофобного покрытия исследуемых
образцов ................................................................................................................... 17
Метод исследования динамики смачиваемости поверхности исследуемых
образцов ................................................................................................................... 20
Исследования электрокинетических характеристик бактерий и бактериофагов
................................................................................................................................... 20
Определение концентрации ионов меди и магния в дисперсионной среде ..... 21
3
Определение pH дисперсионной среды................................................................ 21
Статистические методы.......................................................................................... 21
Личное участие автора в получении результатов................................................... 22
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:................................. 23
Степень достоверности и апробация результатов исследования.......................... 23
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ................................................................................................. 25
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ .......................................................................... 25
1.1. ИСМП - глобальная проблема современной медицины................................. 25
1.1.1. Распространённость ИСМП в РФ, Европе, США, Китае ......................... 25
1.1.2. Экономический ущерб и смертность от ИСМП........................................ 28
1.1.3. ESKAPE-патогены – основные возбудители ИСМП ................................ 29
1.1.4. Антибиотикорезистентность и устойчивость к дезинфектантам ESKAPEпатогенов.................................................................................................................. 34
1.2. Антибактериальные свойства металлов. Механизм взаимодействия
бактериальной клетки с поверхностью металла. Опыт применения в медицине40
1.3. Бактериофаги....................................................................................................... 46
РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ......................................... 56
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА БАКТЕРИОФАГОВ С
СУПЕРГИДРОФИЛЬНЫМИ И СУПЕРГИДРОФОБНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
МЕТАЛЛОВ................................................................................................................... 58
2.1. Отработка технологии нанесения культур бактерий и бактериофагов на
испытуемые пластины .................................................................................................. 58
ГЛАВА 3. ИCСЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ
АСПЕКТОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ И ИССЛЕДУЕМЫХ
ОБРАЗЦОВ .................................................................................................................... 63
3.1. Морфология поверхностей образцов ................................................................ 63
3.1.1. Морфология поверхности образцов из меди ............................................. 63
3.1.2. Морфология поверхности образцов из магния.......................................... 64
3.2. Распределение бактерий по поверхности исследуемых образцов................. 66
4
3.2.1. Распределение бактерий по поверхности исследуемых образцов из меди
................................................................................................................................... 66
3.3. Механизм первичной адгезии............................................................................ 69
3.4. Анализ смачиваемости поверхностей исследуемых образцов....................... 70
3.4.1. Изменение смачиваемости образцов из алюминия ................................... 71
3.4.2. Изменение смачиваемости покрытий медных образцов .......................... 73
3.4.3. Изменение смачиваемости образцов из магния......................................... 74
3.5. Накопление меди в суспензии и клетками бактерий ...................................... 76
3.6. Изменение pH дисперсионной среды при контакте с супергидрофобным
образцом из магния суспензий P. aeruginosa B-3086 и K. pneumoniae B-811...... 80
3.7. Изменение концентрации магния в суспензиях P. aeruginosa B-3086 и K.
pneumoniae B-811 ....................................................................................................... 82
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ
СУПЕРГИДРОФИЛЬНЫХ И СУПЕРГИДРОФОБНЫХ
НАНОТЕКСТУРИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ МЕТАЛЛОВ......................... 84
4.1. Антибактериальная активность супергидрофильных и супергидрофобных
пластин из алюминиевого сплава AMG в отношении A. baumannii B-05, K.
pneumoniae B-811, P. aeruginosa B-3086, S. aureus 2004........................................ 84
4.2. Антибактериальная активность супергидрофильных, супергидрофобных и
контрольных пластин из медного сплава М1М в отношении E. coli и K.
pneumoniae .................................................................................................................. 87
4.3. Антибактериальная активность супергидрофильных и супергидрофобных
пластин из магниевого сплава MA8 в отношении E. coli K12 C600, K.
pneumoniae B-811, P. aeruginosa B-3086.................................................................. 91
4.3.1. Антибактериальная активность в эксперименте с сохранением капли
суспензии E. coli K12 C600 .................................................................................... 91
4.3.2. Антибактериальная активность текстурированных и контрольных
образцов в эксперименте с погружением в суспензию E. coli K12 C600, K.
pneumoniae B-811, P. aeruginosa B-3086............................................................... 92
4.4. Антибактериальная активность супергидрофильных и супергидрофобных
пластин из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т в отношении A. baumannii B05.................................................................................................................................. 96
5
ГЛАВА 5. АНТИБАКТЕРИАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ОРГАНОНЕОРГАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ МЕТАЛЛОВ С СОРБИРОВАННЫМИ
БАКТЕРИОФАГАМИ................................................................................................... 99
5.1. Антибактериальная активность исследуемых образцов из алюминия с
сорбированными бактериофагами ........................................................................... 99
5.2. Антибактериальная активность текстурированных образцов из меди с
сорбированными бактериофагами ......................................................................... 102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 107
ВЫВОДЫ................................................................................................................. 119
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ................................................................. 121
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ ................................ 122
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ..................................................................................... 123
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................... 124
