藥明康德|師法自然：取經(jīng)蟬翼、蜻蜓翅膀，成功開發(fā)對抗超級細菌新方法

▎藥明康德內(nèi)容團隊編輯
全球每年死于耐藥超級菌的患者超過70萬。細菌對抗生素的耐藥性是對全球衛(wèi)生的最大威脅之一，對感染的常規(guī)治療正變得越來越困難。受到蟬翼與蜻蜓翅膀的啟發(fā) ，通過納米尺度的拉伸、切片或撕裂來消滅細菌，科學家們成功開發(fā)了對抗超級菌的新方法。
【藥明康德|師法自然：取經(jīng)蟬翼、蜻蜓翅膀，成功開發(fā)對抗超級細菌新方法】蟬翼與蜻蜓翅膀，是天然的細菌殺手。受其啟發(fā) ，澳大利亞斯威本科技大學（Swinburne University of Technology）的Elena P. Ivanova博士、英國南安普頓大學（University of Southampton）的Paul Stoodley 博士領導的團隊，開發(fā)了一種新型抗菌表面。這種抗菌表明模擬昆蟲翅膀上對細菌具有致命作用的不同納米粒子。研究團隊找到了通過物理方法，戰(zhàn)勝多重耐藥超級菌的新方法。這是在精細設計的抗菌表面方面邁出的重要一步，對于對抗致命超級細菌具有重大意義。
近日發(fā)表于Nature Reviews Microbiology雜志的文章中，研究者詳細介紹了這些納米表面如何通過拉伸、切割、撕拉等物理方法來破壞病菌。

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論文通訊作者，斯威本科技大學杰出教授Elena P. Ivanova博士認為，找到用化學方法之外的其它破壞細菌的方法至關(guān)重要。團隊從大自然中尋找靈感時，發(fā)現(xiàn)昆蟲已經(jīng)進化出高效的抗菌系統(tǒng) 。如果能夠確切了解師從昆蟲的納米表面是如何殺死細菌的，就能更精確地設計出相關(guān)形狀，提高對抗感染的有效性。

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圖片來源：參考資料[1]
蟬翼與蜻蜓翅膀上，布滿了微小的納米柱，研究團隊據(jù)此開發(fā)了第一個納米形狀，目的是模仿蟬翼與蜻蜓翅膀的殺菌效果。此后，研究團隊還精確地設計了其它納米形狀，例如片狀與線狀，目的是對細菌細胞進行物理破壞。落在這些納米結(jié)構(gòu)上的細菌，會被拉扯、拉伸或撕開，使細菌外膜破裂，最終被殺死。論文作者對這些表面納米形狀使細菌外膜破裂的必要的機械力進行了分類。

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▲細菌以不同方式附著于納米表面上（圖片來源：參考資料[1]）
盡管研究團隊合成的生物仿生納米結(jié)構(gòu)在抗菌性能上有很大差異，但對殺菌力不同的原因，目前尚不清楚。研究團隊一直在努力研究出特定納米形狀的最佳形狀和尺寸，以最大限度地提高殺傷力。在納米尺度上研究昆蟲翅膀時，會看到覆蓋在這些翅膀表面的納米柱的密度、高度和直徑都有差異。因此，正確地獲得納米結(jié)構(gòu)是滅菌的關(guān)鍵。盡管到目前為止，用具有成本效益的方式大量生產(chǎn)可以用于醫(yī)療或工業(yè)的納米結(jié)構(gòu)表面，仍然是一個挑戰(zhàn) 。但近年來納米加工技術(shù)的進步，已經(jīng)顯示出開啟生物醫(yī)學抗菌納米技術(shù)新時代的希望。研究團隊的最終目標，是開發(fā)可用于植入物與醫(yī)院的低成本、可伸縮的抗菌表面，為對抗致命超級細菌提供新的有效手段。

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