能杀死99%以上的细菌的纳米级材料,一个用于室内消毒一个用于伤口治疗

材料设计师 2023-09-16
1596 字丨阅读本文需 5 分钟

南澳大利亚大学日前发布新闻公报说,该校与皇家墨尔本理工大学领衔的研究团队发明一种纳米级杀菌材料,将来有望用于制作伤口敷料,以预防或治疗伤口耐药菌感染。

新型纳米材料

研究人员开发出一种基于黑磷的纳米技术,可杀死 99% 以上的耐药细菌。这种创新材料在与氧气接触后会降解,产生杀死细菌的活性氧,可用于伤口敷料、植入物和医疗器械,治疗和预防细菌感染。

公报说,新研究将黑磷纳米薄片作为治疗感染和促进伤口愈合的材料。新材料可有效抵抗多种耐药菌感染,包括被称作“超级细菌”的金黄色葡萄球菌等。临床前研究显示,这种新材料可有效杀死超过99%的细菌,并且不会伤害生物模型中的其他细胞。该疗法在消除感染和加速伤口愈合方面显示出与抗生素相当的效果,伤口可在7天内愈合80%。

据公报介绍,黑磷是最为稳定的一种磷单质,天然存在于许多矿物质中,具有超薄层状的晶体结构,并很容易被氧气降解,使其成为杀灭微生物的理想材料。随着这种黑磷纳米薄片材料的分解,它的表面与空气发生反应可以产生活性氧,而活性氧具有灭菌功能。

对抗超级细菌的全球战争

来自皇家墨尔本理工大学的联合首席研究员亚伦-埃尔本(Aaron Elbourne)博士说,全世界的医护人员都迫切需要新的治疗方法来克服抗生素耐药性问题。

皇家墨尔本理工大学科学学院高级研究员埃尔本说:"超级细菌--对抗生素具有抗药性的病原体--造成了巨大的健康负担,随着抗药性的增加,我们治疗这些感染的能力变得越来越具有挑战性。如果我们能让我们的发明在临床中成为商业现实,全球的这些超级细菌就不会知道它们受到了什么打击。"

来自南澳大学的首席研究员兹拉特科-科佩茨基(Zlatko Kopecki)博士和他的团队进行了临床前试验,结果表明每天局部使用黑磷纳米片可以显著减少感染。

Kopecki博士说:"这种治疗方法在根除伤口感染方面与环丙沙星抗生素不相上下,并能加速伤口愈合,七天内伤口闭合80%,这令人振奋。"

科佩奇博士也是第 7 频道儿童研究基金会儿童伤口感染研究员,他说抗生素治疗方法正变得越来越少。他说:"我们迫切需要开发新的非抗生素替代方法来治疗和控制伤口感染。黑磷似乎击中了要害,我们期待着看到这项研究转化为慢性伤口的临床治疗。"

"纳米材料分解时,其表面会与大气发生反应,产生所谓的活性氧。"Walia 说:"这些物种最终有助于撕裂细菌细胞,我们的抗菌纳米技术迅速消灭了 99% 以上的细菌细胞,大大超过了目前治疗感染的普通疗法"。

该团队希望与潜在的行业合作伙伴合作,共同开发该技术并制作原型。

除了这次来发的最新细菌清除材料,还有另一种材料也可在短时间里消除几乎所有的细菌。

新型纳米涂层 仅用一小时就能杀死99.7%的细菌

在去年的一项研究里利用锌和杀灭细菌的纳米级特征,不列颠哥伦比亚大学的一个研究小组在材料工程系副教授Amanda Clifford博士的指导下,创造了一种纳米铜涂层。被称为纳米级特征的小凸起有能力通过破坏细菌的细胞壁来杀死它们。与单独的纯铜相比,具有类似抗菌作用的锌在铜的存在下会选择性地氧化,并有助于更快地杀死细菌。

Clifford博士说:“使用我们的涂层可以大大减少医疗机构中高接触表面的细菌感染发生率,如门把手和电梯按钮,因为它使用多种方法杀灭细菌。由于它比其他现有的涂层或整个铜部件所含的铜更少,所以它的制造成本也会更低。”

研究小组发现,这种材料只需要一个小时就能杀死99.7%的金黄色葡萄球菌--一种通常造成医院获得性感染的革兰氏阳性菌--而纯铜则需要两个小时。

“这种涂层不仅比纯铜更快地杀死病原体,而且有助于确保抗生素保持有效,”Clifford博士说。“通过使用这种新配方,我们在病人被感染和需要使用抗生素来对付它们之前就杀死了病原体,减缓了抗生素耐药性的增加。”

研究人员已经为该涂层和制造工艺申请了临时专利,在《先进材料·界面》的一篇新论文中对此进行了描述。

“这目前针对的是医院和医疗机构,因为这些地方是耐抗生素病原体,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),是一个问题。”Clifford博士说:“我们也不希望在一个不能使用抗生素的地方。”

,一种比现有配方更快更多地杀灭细菌的新型铜涂层可能在不久的将来可用于医院和其他高人流量的公共场所。尽管目前由纯铜组成的配方是抗菌和自我消毒的,但它们对某些形式的细胞壁较厚的细菌(革兰氏阳性菌)的杀伤力比细胞壁较薄的细菌(革兰氏阴性菌)要慢。

文章来源: 新华社,cnBeta

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