研究人员开发出黑磷涂层:能杀死超级细菌并能自我溶解

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据外媒报道,细菌正变得越来越危险,因为它们进化出了对我们最好药物的耐药性。目前我们迫切需要能够对抗这些“超级细菌”的新武器。现在,来自RMIT的研究人员已经开发出一种涂层,它可以快速杀死细菌和真菌,然后在24小时内将它们溶解–最重要的是,这种攻击模式是它们无法开发出防御能力的。

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青霉素的发现是20世纪最重要的科学突破之一,它使得潜在的致命感染能够非常容易被治疗。但几十年的过度使用和滥用已经磨损了我们在战斗中的优势,因为细菌对我们制造的每一种抗生素都产生了耐药性。现在已经到了这样一种程度:某些菌株对我们能扔给它们的任何东西都免疫,这可能会在未来几十年把我们带回“医学的黑暗时代”。

为了让形势朝着有利于我们的方向发展,科学家们经常开发或发现新的抗生素,但这只是把问题进一步推到未来。另一项研究则是研究那些细菌无法抵抗的非化学替代品–使用强光、液态金属碎纸机、毒箭或分子钻将其撕碎的物理攻击。

这就是RMIT团队现在创造的技术,其关键是黑磷(BP)。BP这是一种超薄材料,目前主要研究用于电子产品中硅的替代品。它的抗菌功能也被注意到但此前从未被研究过。而颇具讽刺意味的是,BP在电子产品方面最大的缺点之一原来在医疗应用方面是相当有用的。

这项研究的联合首席研究员Sumeet Walia表示:“当氧气存在时,BP就会分解,这对电子设备来说通常是个大问题,我们必须通过艰苦的精密工程来克服这个问题以开发我们的技术。但事实证明,容易被氧气降解的材料是杀死微生物的理想材料–这正是研究抗菌技术的科学家们一直在寻找的东西。所以我们面对的问题就成为了他们的解决方案。”

当BP分解时,它会产生活性氧,这些活性氧能够破坏细菌和真菌的外膜并最终杀死它们。BP本身能完全分解,所以它不会在体内积聚进而伤害到人体细胞。

在实验室里,研究小组测试了BP薄层对抗五种细菌(包括大肠杆菌和超级细菌MRSA)和五种真菌(包括念珠菌)。他们发现,在两小时内,高达99%的细胞被杀死,而在24小时内,BP本身完全分解。

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这表明,这种材料可以用于制造跟医学相关的表面的涂层,比如像伤口敷料或植入物,它可以在自身溶解之前迅速杀死任何潜在的感染。重要的是,这项技术不应有助于进一步的抗菌素耐药性。

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这项研究的联合首席研究员Aaron Elbourne表示:“我们的纳米薄膜涂层是一种双重细菌杀手,它通过撕裂细菌和真菌细胞来工作,这是微生物很难适应的。它将需要数百万年的时间才能自然进化出新的防御机制来应对这种致命的物理攻击。尽管我们需要进一步的研究才能将这项技术应用于临床,但在寻找更有效方法来应对这一严重的健康挑战方面这是一个令人兴奋的新方向。”

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