與醫(yī)療植入物相關(guān)的細(xì)菌感染給醫(yī)療保健帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)，并給全世界的患者帶來(lái)了巨大的痛苦?，F(xiàn)在，瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種預(yù)防此類感染的新方法，通過(guò)在石墨烯基材料上覆蓋殺菌分子。

“通過(guò)我們的研究，我們成功地將不溶于水的抗菌分子與石墨烯結(jié)合，并使分子以受控、連續(xù)的方式從材料中釋放出來(lái)，”查爾姆斯大學(xué)生物與生物工程系研究員 Santosh Pandit 說(shuō)，以及最近發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上的研究的第一作者。

“這是該方法起作用的基本要求。我們將活性分子與石墨烯結(jié)合的方式也非常簡(jiǎn)單，并且可以輕松集成到工業(yè)過(guò)程中。”

某些細(xì)菌可以在外科植入物(例如牙科和其他骨科植入物)上形成難以穿透的表面層或“生物膜”，這對(duì)全球醫(yī)療保健來(lái)說(shuō)是一個(gè)主要問(wèn)題。生物膜比其他細(xì)菌更具抵抗力，因此感染通常很難治療，給患者帶來(lái)巨大痛苦，最壞的情況下，需要移除或更換植入物。除了對(duì)患者的影響之外，這也給醫(yī)療保健提供者帶來(lái)了巨大的成本。

石墨烯適合作為附著材料

有多種水不溶性或疏水性藥物和分子可用于其抗菌特性。但是為了在體內(nèi)使用它們，它們必須附著在一種材料上，而這種材料制造起來(lái)可能很困難且勞動(dòng)強(qiáng)度大。

“石墨烯為與疏水分子或藥物相互作用提供了巨大的潛力，當(dāng)我們創(chuàng)造新材料時(shí)，我們利用了這些特性。結(jié)合抗菌分子的過(guò)程是在超聲波的幫助下發(fā)生的，”Santosh Pandit 說(shuō)。

在這項(xiàng)研究中，石墨烯材料覆蓋著松蘿酸，松蘿酸是從地衣中提取的，例如果糖地衣。先前的研究表明，松蘿酸具有良好的殺菌特性。它的作用是阻止細(xì)菌形成核酸，特別是抑制 RNA 合成，從而阻止細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。

簡(jiǎn)單的方法為未來(lái)的藥物鋪平了道路

對(duì)紫杉酸的抗病原菌金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌進(jìn)行了測(cè)試，這兩種細(xì)菌是醫(yī)療植入物上生物膜形成的常見(jiàn)罪魁禍?zhǔn)?。研究人員的新材料顯示出許多有前途的特性。除了將松蘿酸整合到石墨烯材料表面的成功結(jié)果外，他們還觀察到松蘿酸分子以受控和連續(xù)的方式釋放，從而防止了表面生物膜的形成。

“更重要的是，我們的結(jié)果表明，將疏水分子與石墨烯結(jié)合的方法很簡(jiǎn)單。它為未來(lái)生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品更有效的抗菌保護(hù)鋪平了道路。我們現(xiàn)在正在計(jì)劃進(jìn)行試驗(yàn)，探索結(jié)合其他疏水分子以及具有更大潛力治療或預(yù)防各種臨床感染的藥物，”Santosh Pandit 說(shuō)。

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