澳大利亚RMIT大学领导的一项合作研究首次使用了基于弹性蛋白模拟物的抗菌涂层，完全阻止了细菌在表面的附着。这项研究的首席作者Namita Roy Choudhury教授表示，这一发现是他们实现创建智能表面以阻止危险细菌（尤其是耐抗生素的MRSA）在医疗植入物上生长目标的关键一步。
Choudhury说：“这项工作展示了这些涂层如何有效地对抗细菌——不仅是在短期内，而且可能在长期内。”尽管进行了灭菌和感染控制，手术后植入物上仍常会发现细菌，这可能导致需要使用抗生素治疗的感染。然而，随着抗生素耐药性的日益普遍，新的预防措施变得必要。
“抗生素耐药性促使人们对自消毒材料和易于制备的抗菌表面产生了更大的兴趣，”Choudhury说。“因此，我们设计了这种表面，以完全防止细菌的初始附着和生物膜形成，从而降低感染率。”
Choudhury指出，潜在的应用包括外科工具、医疗植入物、导管和伤口敷料的喷雾涂层。
弹性蛋白救援
弹性蛋白是一种存在于昆虫中的蛋白质，以其卓越的弹性而闻名——它使跳蚤能够在微秒内跳跃超过自身高度的一百倍——但其也非常坚韧且具有生物相容性。
“这些卓越的特性和无毒性质使弹性蛋白及其模拟物成为许多需要柔韧耐用材料和涂层应用的理想选择，”Choudhury说。“这些应用范围从组织工程和药物递送到柔性电子设备和运动器材，但这是首次发表关于其作为抗菌涂层性能的研究。”
该团队使用几种改性形式的弹性蛋白制成了几种涂层，然后在实验室条件下测试了它们与大肠杆菌和人体皮肤细胞的相互作用。
研究表明，纳米液滴形式的改性蛋白质（称为共聚体）在排斥细菌方面100%有效，同时还能很好地与健康的人体细胞结合，这是医疗植入物成功的关键部分。
RMIT大学的Nisal Wanasingha博士说，纳米液滴的高表面积使其特别擅长与细菌相互作用并排斥它们。
“一旦接触，涂层通过静电作用与带负电荷的细菌细胞膜相互作用，破坏其完整性，导致细胞内容物泄漏并最终死亡，”他说。
Wanasingha说，基于弹性蛋白的涂层不仅在阻止细菌附着在表面上方面显示出100%的有效性，而且与传统方法相比还具有几个优势。
“与可能导致耐药性的抗生素不同，弹性蛋白涂层造成的机械破坏可能会阻止细菌建立耐药机制，”他说。“同时，弹性蛋白的天然来源和生物相容性降低了人体组织不良反应的风险，并且由于是基于蛋白质的，比基于银纳米颗粒的替代品更环保。”
下一步
该研究的共同作者Naba Dutta教授说，弹性蛋白模拟蛋白对刺激和环境变化非常敏感，使其可能适用于多种功能。
“这些初步结果作为一种新的方式来帮助改善医院和其他医疗环境中感染控制是非常有前景的，但还需要更多的测试来了解这些涂层如何对抗更广泛的有害细菌，”Dutta说。
“未来的工作包括在重组合成弹性蛋白模拟物时附加上抗菌肽片段，并加入其他抗菌剂以扩大活性谱。”
该研究与ARC纳米生物光子学卓越中心和澳大利亚核科学技术组织（ANSTO）合作进行。
该团队使用了ANSTO的澳大利亚中子散射中心设施以及RMIT大学的微纳研究设施和显微镜及显微分析设施。
这项工作得到了澳大利亚印度战略研究基金、澳大利亚核科学与工程研究所研究生研究奖（PGRA）的支持，并由澳大利亚研究理事会资助。
《基于重组弹性蛋白的纳米结构抗菌涂层》发表在《胶体与界面科学进展》（DOI: 10.1016/j.cis.2025.103530）上。
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