如何让致病菌无法黏在你的身上,做到真正消除感染?

作者:翻译 | 汪茹来源:拜罗伊特大学发布时间:2020-09-21

拜罗伊特大学的研究人员开发了一种新型生物材料,能消除了感染风险,加速了伤口的愈合过程。	

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图片来源:piscesweb


这些纳米结构材料基于蜘蛛丝蛋白,可以防止细菌和真菌富集,同时又能积极帮助人体组织的再生。因此,它们可以作为理想的植入物、伤口敷料、义肢、隐形眼镜和其他日常辅助设备的材料。这一结果发表在《材料》杂志。


公众远远低估了感染的风险:微生物会在一些药物治疗和日常生活所需的物体表面沉积。通常来说,它们会形成一层致密且通常看不见的生物膜,即使是用清洁剂也不能轻易去除。此外,一些微生物通常还对抗生素和抗真菌药具有耐药性。这些细菌和真菌可以迁移到生物体上相邻的组织中。结果是,它们不仅会干扰各种愈合过程,甚至会导致致命的感染。


研究人员通过一种新的研究方式,找到了解决这一问题的新方法。他们利用生物技术生产的蜘蛛丝蛋白,开发出了一种防止病原微生物附着的材料。即使是能抵抗多种抗菌剂的链球菌,也无法在这种材料的表面沉积。因此,医疗器械、运动器材、隐形眼镜、义肢和其他日常用品上的细菌生物膜将很快将成为历史。


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聚己内酯(一种常见的医用可生物降解材料)表面形成了生物膜(左图);蜘蛛丝表面没有生物膜形成(右图)。图片来源:Gregor Lang


此外,这种材料可促进人类细胞在其表面上附着和增殖。如果它们可以用于伤口敷料、皮肤代替物或埋植剂,那么它们就可以有效帮助受损组织再生。与之前促进组织再生的其他材料不同,该材料真正消除了感染风险。因此,在不久的将来,这种抗微生物涂料将能用于各种生物医学和科技应用。


到目前为止,拜罗伊特大学的研究人员成功测试了两种类型的蜘蛛丝材料的抗微生物特性:分别是仅有几纳米厚的薄膜和涂层,以及能作为组织再生前体的三维水凝胶支架。拜罗伊特大学生物材料系主任Thomas Scheibel教授解释道:“截至目前,我们的研究已经获得一个开创性发现,能指导未来的研究工作。值得注意的是,这种生物材料的抗微生物特性并不是基于毒性来破坏细胞。其中的关键是该材料具有纳米级结构,其表面具有微生物排斥性。这使得病原体无法附着在这些材料表面。”


Gregor Lang教授补充道:“另一个特别棒的方面是,我们再次证明大自然能制作高度先进的理想材料。天然蜘蛛丝对微生物侵染有很强的抵抗力,使用生物技术方法来复制这些特性是一个突破。”他也是这篇文章的联合作者,同时也是拜罗伊特大学生物聚合物加工研究小组的负责人。在实验室中,研究人员将蜘蛛丝蛋白特异性地设计成多种纳米结构,以优化其在特定应用中的生物医学特性。



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