不怕超级细菌!磁性液态金属纳米颗粒可粉粹细菌 还不伤害有益细胞

Emma Chou

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研究人员利用液态金属开发了新的杀菌技术,这可能是解决抗生素耐药性这一致命问题的答案。

这项技术使用磁性液态金属的纳米颗粒来粉碎细菌和细菌生物膜——细菌赖以生存的保护性“房子”——而不伤害有益细胞。

这项由RMIT大学领导的研究发表在ACS Nano杂志上,为寻找更好的抗菌技术提供了一个突破性的新方向。

抗生素耐药性是一个重大的全球健康威胁,每年造成至少70万人死亡。如果不采取行动,到2050年,死亡人数可能达到每年1000万人,超过癌症成为头号杀手。

最大的问题是危险的、耐药的超级细菌的传播和细菌生物膜感染的增长,这些细菌生物膜感染已经不能用现有的抗生素治疗了。

亚伦·埃尔伯恩博士(Aaron Elbourne)说,自从90年前抗生素被发现以来,抗生素已经彻底改变了人们的健康状况,但由于滥用抗生素,抗生素正在失去效力。

“我们正在迈向后抗生素时代,普通的细菌感染、轻伤和常规手术可能再次成为致命疾病。”RMIT纳米生物技术实验室的博士后埃尔伯恩说。

“仅仅减少抗生素的使用是不够的,我们需要彻底重新思考如何对抗细菌感染。”

“细菌的适应能力令人难以置信,随着时间的推移,它们会对抗生素中使用的化学物质产生防御,但它们没有办法应对物理攻击。”

“我们的方法是使用精确设计的液态金属,将在物理上细菌撕成碎片,并通过细菌生活和繁殖的生物膜进行彻底粉碎。”

“随着进一步的发展,我们希望这项技术可以帮助创造抗生素耐药性的历史。”

杀死细菌的新方法

这项技术背后的RMIT团队是世界上唯一一个研究磁性液态金属纳米颗粒抗菌潜力的团队。

当暴露在低强度磁场中时,这些纳米大小的液滴会改变形状并形成锋利的边缘。当液滴接触到细菌生物膜时,它们的运动和纳米锋利的边缘会破坏生物膜,并在物理上破坏细菌细胞。

在这项新的研究中,研究小组测试了该技术对两种细菌生物膜(革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌)的有效性。

在接触液态金属纳米颗粒90分钟后,两种生物膜都被破坏,99%的细菌死亡。重要的是,实验室测试表明,这些能消灭细菌的液滴不会影响人体细胞。

博士后研究员Vi Khanh Truong博士说,这项多功能技术有一天可能会被用于治疗感染的一系列方法。

“它可以作为植入物的喷涂涂层,使它们具有强大的抗菌性,并降低髋关节和膝关节置换手术的高感染率。”Truong说。

“还有可能将其开发成一种可注射治疗,可用于感染部位。”

这项研究的下一个阶段——在临床前动物试验中测试这项技术的有效性——已经在进行中,研究团队希望在未来几年转向临床人体试验。

在Truong、Elbourne和James Chapman博士的领导下,这个多学科团队还计划将这项技术扩展到抗菌治疗之外,探索如何将其用于:

治疗真菌感染——下一个超级细菌

突破胆固醇斑块,解决心脏问题

通过直接注射到癌细胞来阻止肿瘤。

可行性研究报告

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