ПОСИЛЕНА АНТИБАКТЕРІАЛЬНА АКТИВНІСТЬ Ti₃C₂Tₓ MXene ЗА РАХУНОК ФОТОТЕРМАЛЬНОЇ ТЕРАПІЇ З КОНТРОЛЕМ ЧАСУ
DOI:
https://doi.org/10.24061/2413-0737.30.2.118.2026.15Ключові слова:
MXene; фототермальна терапія; антибактеріальна активність; ближнє інфрачервоне випромінювання; двовимірні наноматеріалиАнотація
Мета роботи – оцінити антибактеріальний потенціал двовимірних (2D) наноматеріалів з акцентом на фототермальну активність Ti₃C₂Tₓ MXene як альтернативи традиційній антибіотикотерапії.
Матеріал і методи. У даному експериментальному дослідженні вивчали антимікробні властивості Ti₃C₂Tₓ MXene під впливом лазерного випромінювання ближнього інфрачервоного (NIR) діапазону. Фототермальний антибактеріальний ефект оцінювали щодо Escherichia coli у безперервному режимі лазера (4 Вт, 10 Гц) із різною тривалістю опромінення. Життєздатність бактерій визначали для оцінки часовозалежної ефективності лікування. Механізми антибактеріальної дії аналізували на основі фізико-хімічних взаємодій та теплових ефектів, індукованих MXene.
Результати. Отримані дані продемонстрували виражений часовозалежний антибактеріальний ефект Ti₃C₂Tₓ MXene під впливом NIR-опромінення. Значне зниження кількості бактерій (>99,99%) спостерігалося після 10 та 15 хвилин лазерного впливу. Антибактеріальна активність зумовлена синергічною дією локального фототермального нагрівання та власних фізико-хімічних властивостей MXene, що призводить до пошкодження бактеріальних мембран і незворотного клітинного ушкодження. Крім того встановлено, що тривалість опромінення та час інкубації після обробки є критичними факторами, що впливають на бактерицидну ефективність.
Висновок. Ti₃C₂Tₓ MXene демонструє високий потенціал як платформа для антибіотик-незалежної фототермальної антибактеріальної терапії. Його ефективність зумовлена поєднанням термічних і матеріал-специфічних механізмів, що робить його перспективним для боротьби з антибіотикорезистентними бактеріальними інфекціями. Подальші дослідження необхідні для оптимізації параметрів фототермального впливу, зокрема умов опромінення та бактеріального навантаження, з метою підвищення терапевтичної ефективності та впровадження у біомедичну практику.
Посилання
Salam MA, Al-Amin MY, Salam MT, Pawar JS, Akhter N, Rabaan AA, et al. Antimicrobial Resistance: A Growing Serious Threat for Global Public Health. Healthcare. 2023;11(13):1946. DOI: 10.3390/healthcare11131946
Bhattacharjee R, Negi A, Bhattacharya B, Dey T, Mitra P, Preetam S, et al. Nanotheranostics to target antibiotic-resistant bacteria: Strategies and applications. OpenNano. 2023;11:100138. DOI: 10.1016/j.onano.2023.100138
Murali A, Lokhande G, Deo KA, Brokesh A, Gaharwar AK. Emerging 2D nanomaterials for biomedical applications. Mater Today. 2021;50:276-302. DOI: 10.1016/j.mattod.2021.04.020
Alimohammadi F, Sharifian GhM, Attanayake NH, Thenuwara AC, Gogotsi Y, Anasori B, et al. Antimicrobial Properties of 2D MnO 2 and MoS 2 Nanomaterials Vertically Aligned on Graphene Materials and Ti 3 C 2 MXene. Langmuir. 2018;34(24):7192-7200. DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b00262
Liu H, Xing F, Zhou Y, Yu P, Xu J, Luo R, et al. Nanomaterials-based photothermal therapies for antibacterial applications. Mater Des. 2023;233:112231. DOI: 10.1016/j.matdes.2023.112231
Li J, Li Z, Liu X, Li C, Zheng Y, Yeung KWK, et al. Interfacial engineering of Bi2S3/Ti3C2Tx MXene based on work function for rapid photo-excited bacteria-killing. Nat Commun. 2021;12(1):1224. DOI: 10.1038/s41467-021-21435-6
Gazzi A, Fusco L, Khan A, Bedognetti D, Zavan B, Vitale F, et al. Photodynamic Therapy Based on Graphene and MXene in Cancer Theranostics. Front Bioeng Biotechnol. 2019;7:295. DOI: 10.3389/fbioe.2019.00295
Yousefi M, Dadashpour M, Hejazi M, Hasanzadeh M, Behnam B, de la Guardia M, et al. Anti-bacterial activity of graphene oxide as a new weapon nanomaterial to combat multidrug-resistance bacteria. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2017;74:568-81. DOI: 10.1016/j.msec.2016.12.125
Luo H, Hu B, Zhang HL, Li Ch, Shi Y, Li X, et al. Antibacterial, photothermal and stable Ag-titanium-oxo-clusters hydrogel designed for wound healing. Mater Des. 2023;226:111674. DOI: 10.1016/j.matdes.2023.111674
Korniienko V, Gogotsi O, Varava Y, Zandersone B, Deineka V, Husak Y, et al. Critical Assessment of Intrinsic Antibacterial Properties and Photothermal Therapy Potential of MXene Nanosheets. ACS Appl Nano Mater. 2026;9(4):1925-48. DOI: 10.1021/acsanm.5c04961
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Ю.В. Варaва
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
