Студентка Института медицины и медицинских технологий НГУ разрабатывает антибактериальный материал для стоматологических кап

Студентка 5-го курса Института медицины и медицинских технологий Новосибирского государственного университета София Экшарова стала победительницей конкурса «Студенческий стартап» с проектом по созданию материала для индивидуальных стоматологических кап с антибактериальными свойствами. Разработка ведётся при поддержке Cтартап-студии НГУ и Фонда содействия инновациям.

Суть проекта — модифицировать медицинский силикон специальной функциональной добавкой на основе графитоподобного нитрида углерода и серебра, чтобы придать самому материалу способность препятствовать росту бактерий и формированию бактериальной биопленки.

— Основная идея нашего проекта заключается в том, чтобы сделать капу не просто пассивным изделием, которое находится в полости рта, а придать самому материалу способность препятствовать росту бактерий и формированию бактериальной биопленки, — рассказывает София.

Идея проекта выросла из предыдущей научной работы команды с антибактериальными материалами на основе силикона. Изучая возможности введения серебросодержащих частиц в полимерную матрицу, исследователи задумались о практическом применении разработки. Одной из таких областей оказалась стоматология, поскольку кариес — это биопленочно-ассоциированный процесс: микроорганизмы формируют на поверхности зубов биопленку, внутри которой поддерживается кислая среда, способствующая деминерализации эмали.

— Отсюда появилась идея создать индивидуальную капу, которая длительно контактирует с поверхностью зубов и при этом сама обладает антибактериальными свойствами, — поясняет София.

В основе материала — медицинский силикон, в который вводится антибактериальная добавка Ag/ox-g-C₃N₄. Графитоподобный нитрид углерода — это двумерный углерод-азотный материал, который может проявлять фотокаталитические свойства и участвовать в образовании активных форм кислорода. Модификация серебром позволяет усилить антибактериальное действие системы. Одна из ключевых технических задач — равномерно распределить частицы добавки в силиконовой матрице, чтобы обеспечить воспроизводимость свойств материала.

Над проектом работает команда из четырёх человек, объединяющая медицинские, химические и экономические компетенции. София Экшарова — руководитель проекта, отвечает за медицинскую часть, постановку экспериментов и разработку концепции конечного продукта. Софья Харина — химик-синтетик, аспирант Факультета естественных наук (ФЕН) НГУ и младший научный сотрудник ЦКП «СКИФ» Института катализа СО РАН, занимается синтезом функциональных добавок. Валерия Ефименко отвечает за бизнес-аналитику, анализ рынка и вопросы коммерциализации.

На данный момент сформирован научно-технический задел проекта: есть опыт получения антибактериальных силиконовых материалов, отработаны подходы к микробиологическому тестированию и алгоритм подбора состава по принципу минимальной эффективной концентрации. По предыдущему направлению опубликованы экспериментальные результаты. Следующий этап — получение серии образцов с функциональной добавкой, определение оптимальной концентрации, исследование антибактериальной активности и цитотоксичности, а затем изготовление пилотной партии кап.

Прямых российских аналогов материала для индивидуальной силиконовой капы, ориентированной именно на профилактическое снижение бактериальной нагрузки и образования кариесогенной биопленки, нет. За рубежом существуют спортивные капы с серебросодержащими добавками, однако там антибактериальный компонент используется преимущественно для гигиены самого изделия, а не для профилактики кариеса.

— Наше отличие заключается в самой функциональной добавке. Мы используем комбинированную систему графитоподобного нитрида углерода с серебром. Такой подход потенциально позволяет снизить риск цитотоксического действия и одновременно уменьшить себестоимость материала за счет более эффективного распределения серебра по полимеру, — подчёркивает София.

Основная область применения — профилактическая стоматология. Актуальность разработки подтверждается статистикой: по данным, с которыми работала команда, распространённость кариеса среди людей 18–44 лет в России достигает 94,2%.

Предполагаемый сценарий: пациент с повышенным риском развития кариеса получает индивидуальную капу из разработанного материала и использует её по рекомендованному режиму. В дальнейшем возможна работа по модели B2B2C: материал или готовые изделия могут распространяться через стоматологические клиники.

— Профилактика во многом зависит от регулярности действий самого человека: гигиены, использования профилактических средств, соблюдения рекомендаций врача. Поэтому отдельный интерес представляют материалы, которые способны обеспечивать дополнительный профилактический эффект за счёт собственных свойств, — поясняет София.

Средства гранта планируется направить на приобретение материалов и расходных компонентов для синтеза и исследований, микробиологические работы, изготовление форм и опытных образцов, оплату работы команды. Ближайшая цель — получить воспроизводимый состав силиконового материала с подтверждёнными антибактериальными свойствами и приемлемым профилем безопасности. По итогам проекта команда рассчитывает получить пилотную партию кап, технологический регламент их изготовления, результаты исследований in vitro и подготовить материалы для защиты интеллектуальной собственности.

— Для нас важно не просто сделать антибактериальный материал как лабораторный образец, а довести разработку до продукта, который действительно можно будет использовать в стоматологической практике, — резюмирует София.