奈米材料提供抗菌新手段

中西醫結合/現代醫藥

文/何雷(第三軍醫大學西南醫院)
中國大陸第三軍醫大西南醫院綜合實驗研究中心主任羅陽 教 授 及 其 團 隊 歷 時 8 年 研究,在世界上首次發現奈米級的石墨烯可以殺死細菌,從而達到抑菌作用,這就意味著石墨烯有望成為一種新的抗菌藥物,而奈米技術有望被製作成抗菌材料和新一代 抗 菌 藥 物 。 《JACS》 ( 美國化學學會雜誌)刊發了該研 究 成 果 並 進 行 了 重 點 報導。
細菌一直以來都是困擾人類生存,導致多種疾病產生的罪 魁 禍 首 之 一 。 為 殺 滅 細菌 , 抗 生 素 藥 物 被 廣 泛 使用,雖然取得了一定效果,但是其大量使用特別是濫用極易導致細菌變異,產生耐藥性,從而出現越來越多的耐藥菌。
通過大量研究,羅陽團隊發現奈米級的石墨烯對細菌都有殺傷效果。 「這是因為奈米級的石墨烯本身是連成一串的碳原子,就像一層很薄很密實的布。」羅陽解釋,他們對付細菌的方式有3種:第一種是直接 「砍」,由於石墨烯是奈米級的,而細菌是微米級,後者比前者大1000倍,石墨烯就如同一把很鋒利的刀,可以直接把細菌砍死;第二種是餓死細菌,奈米級的石墨烯可以像布一般將細菌嚴密地包裹起來,使細菌吸收不到營養,活活餓死;第三種是緩慢消亡,由於石墨烯太小,細菌會將石墨烯吞進 「肚」裡,而後吃了異物的細菌會慢慢消亡。
羅教授說,這種物理殺菌方法最大的優勢在於,細菌很難產生耐藥性。
目前該研究已取得階段性成果,下一步將對石墨烯的表面進行 「修飾」,以幫助石墨烯區分細菌的好壞,並選擇性地殺傷有害細菌,達到治療效果。羅陽說,未來1~2年內,奈米級石墨烯有望成為新的以外用為主的抗菌藥物、抗菌材料,為更有效對抗細菌提供新途徑。同時,石墨烯還可能運用於紗布、導管等醫療器械上,有效防止交叉感染。
不僅在抗菌領域,石墨烯還有可能用於病原菌的快速檢測,羅陽及其團隊正在進行 的 其 他 研 究 涉 及 多 個 方面。
一、石墨烯膜修飾的晶片不僅 可 以 高 靈 敏 地 快 速 檢 測血、尿液、唾液中的特定微生 物 是 否 存 在 及 其 濃 度 如何,並且可以明確不同的疾病 和 感 染 部 位 。 醫 院 可 製備、分離、組裝各種石墨烯複合奈米材料(如氧化石墨烯),構建出石墨烯修飾的檢測晶片,用於多種感染源的判斷,對於疾病的治療具有重要意義。
二、複合奈米材料結合現有放療技術可以提升疾病靶向檢測與治療的效果。因此傷口和人體內的微生物感染可以被原位、快速檢測出來,並可同時被精準殺滅,從而達到清除感染的目的。三、新 一 類 抗 菌 藥 物 和 材料,以及不導致細菌耐藥的廣譜抗菌材料有望出現。總之,石墨烯以及更多的奈米材料有可能在未來給醫學帶來很多驚喜。

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