研究人員開發(fā)了一種新的超級(jí)細(xì)菌破壞涂層，可用于傷口敷料和植入物，以預(yù)防和治療可能致命的細(xì)菌和真菌感染。該材料是迄今為止開發(fā)的最薄的抗菌涂層之一，可有效對(duì)抗多種耐藥細(xì)菌和真菌細(xì)胞，同時(shí)不傷害人體細(xì)胞。

抗生素耐藥性是一個(gè)主要的全球健康威脅，每年導(dǎo)致至少 700,000 人死亡。如果不開發(fā)新的抗菌療法，到 2050 年，每年的死亡人數(shù)可能會(huì)上升到 1000 萬人，相當(dāng)于 100 萬億美元的醫(yī)療保健費(fèi)用。

雖然真菌感染的健康負(fù)擔(dān)鮮為人知，但在全球范圍內(nèi)，它們每年導(dǎo)致約 150 萬人死亡，而且死亡人數(shù)還在增加。例如，對(duì)住院 患者的新威脅是常見真菌曲霉，它會(huì)導(dǎo)致致命的繼發(fā)感染。

由 RMIT 大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)的新涂層基于超薄 2D 材料，迄今為止，該材料主要用于下一代電子產(chǎn)品。

對(duì)黑磷 (BP) 的研究表明它具有一定的抗菌和抗真菌特性，但該材料從未被系統(tǒng)地檢查過以用于潛在的臨床用途。

發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志《應(yīng)用材料與界面》上的這項(xiàng)新研究表明，當(dāng) BP 在鈦和棉花等表面的納米薄層中傳播時(shí)，可有效殺死微生物，用于制造植入物和傷口敷料。

聯(lián)合首席研究員 Aaron Elbourne 博士說，找到一種可以預(yù)防細(xì)菌和真菌感染的材料是一項(xiàng)重大進(jìn)步。

“這些病原體造成了巨大的健康負(fù)擔(dān)，隨著耐藥性的不斷增強(qiáng)，我們治療這些感染的能力變得越來越困難，”RMIT 科學(xué)學(xué)院的博士后研究員 Elbourne 說。

“我們需要智能的新武器來對(duì)抗超級(jí)細(xì)菌，這不會(huì)導(dǎo)致抗菌素耐藥性問題。

“我們的納米涂層是一種雙重殺蟲劑，它通過撕裂細(xì)菌和真菌細(xì)胞來發(fā)揮作用，微生物將難以適應(yīng)。要自然地進(jìn)化出新的防御能力來應(yīng)對(duì)這種致命的物理攻擊，需要數(shù)百萬年的時(shí)間。

“雖然我們需要進(jìn)一步的研究才能在臨床環(huán)境中應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，但在尋找更有效的方法來應(yīng)對(duì)這一嚴(yán)重的健康挑戰(zhàn)方面，這是一個(gè)令人興奮的新方向。”

來自 RMIT 工程學(xué)院的聯(lián)合首席研究員 Sumeet Walia 副教授此前曾領(lǐng)導(dǎo)使用 BP 進(jìn)行人工智能技術(shù)和大腦模擬電子設(shè)備的開創(chuàng)性研究。

“BP 在有氧氣的情況下會(huì)崩潰，這通常是電子產(chǎn)品的一個(gè)大問題，我們必須通過艱苦的精密工程來開發(fā)我們的技術(shù)來克服這一問題，”Walia 說。

“但事實(shí)證明，容易被氧氣降解的材料是殺死微生物的理想選擇——這正是研究抗菌技術(shù)的科學(xué)家們所尋找的。

“所以我們的問題是他們的解決方案。”

nanothin 殺蟲劑的工作原理

當(dāng) BP 分解時(shí)，它會(huì)氧化細(xì)菌和真菌細(xì)胞的表面。這個(gè)過程被稱為細(xì)胞氧化，最終將它們撕裂。

在這項(xiàng)新研究中，第一作者和博士。研究人員 Zo Shaw 測(cè)試了 BP 納米薄層對(duì)五種常見細(xì)菌菌株的有效性，包括大腸桿菌和耐藥 MRSA，以及五種真菌，包括念珠菌。

在短短兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，多達(dá) 99% 的細(xì)菌和真菌細(xì)胞被破壞。

重要的是，BP也在那個(gè)時(shí)候開始自我降解，并在 24 小時(shí)內(nèi)完全分解——這一重要特征表明物質(zhì)不會(huì)在體內(nèi)積聚。

該實(shí)驗(yàn)室的研究確定了有一個(gè)致命的抗菌作用，同時(shí)使人體細(xì)胞的健康和整個(gè)BP的最佳水平。

研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開始試驗(yàn)不同的配方，以測(cè)試在一系列醫(yī)學(xué)相關(guān)表面上的功效。

該團(tuán)隊(duì)熱衷于與潛在的行業(yè)合作伙伴合作，以進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)，并已為其提交了臨時(shí)專利申請(qǐng)。

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