科学家们开发了一种氧化铜纳米颗粒,可以涂覆在植入式医疗设备上,以降低手术后的感染风险。
诺丁汉特伦特大学的团队领导了这项研究,希望这也有助于解决对抗生素的过度依赖和耐药性问题。
作为研究的一部分,研究人员创建了一种适用于多种医用材料(包括硅胶、不锈钢和钛)的抗病原体涂层。研究表明,浸涂和喷涂技术都能有效展示抗菌活性,并能抵御多种临床相关细菌,包括多重耐药菌株。
该涂层还显示对人体细胞无毒。
近年来,人们对纳米粒子技术和抗菌金属的应用越来越感兴趣,特别是银纳米材料的研究,其应用范围从食品储存到伤口敷料都有涉及。
来自该校科学与技术学院和医疗技术创新设施的研究人员报告称,铜已成为银的可行替代品,因为银容易被氧化,从而导致其抗菌性能下降。
近年来,抗生素的使用增加不可避免地导致了抗生素耐药性的增加,治疗感染变得显著更加困难。2019年,全球有127万人直接死于抗生素耐药性感染。据估计,如果不采取措施遏制这一趋势,到2050年这一数字可能达到1000万,使抗生素耐药性感染成为全球最大的死亡原因。
医学的进步意味着植入式医疗设备越来越多地用于支持和改善患者的生活质量。每年全球植入数百万个医疗设备,最常见的包括血管内设备、骨科植入物、牙科植入物和心血管设备。
研究人员指出,这种对体内医疗材料的依赖为微生物污染和感染提供了理想的支架,而这些患者往往是脆弱的。
古代抗菌剂,包括金属,在历史上一直被使用,早在古埃及时期,银和铜就被用来治疗烧伤。
“探索抗生素的替代品至关重要,”诺丁汉特伦特大学感染预防与控制副教授萨曼莎·麦克莱恩博士说。“抗生素已经使用了近一个世纪,彻底改变了细菌感染的治疗方法,但其使用量的增加和滥用造成了巨大的挑战。开发医疗设备的抗菌涂层可以显著影响感染的普遍性和严重程度。我们发现氧化铜纳米颗粒对多种病原体具有良好的抗菌性能,解决了抗生素耐药性的紧迫问题。”
诺丁汉特伦特大学科学与技术学院纳米科学和药物递送小组负责人加雷斯·凯夫博士说:“纳米颗粒提供了优异的表面积与体积比,并且与细菌细胞具有极佳的相互作用率。我们的涂层方法可以在制造过程中应用,也可以进行临时修改,增强医疗设备的抗菌性能。”
诺丁汉特伦特大学磁共振成像研究放射技师吉姆·霍尔博士补充道:“我们需要将不同的科学学科结合起来,共同应对我们面临的问题。将物理学、化学和生物学结合起来,使我们能够开发出应对这一日益严峻问题的新策略。”
该研究发表在《纳米材料》杂志上。
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