磷基纳米技术能撕裂超级细菌并加速伤口愈合

磷基纳米技术能撕裂超级细菌并加速伤口愈合研究人员利用纳米片状黑磷（红色）杀死细菌（绿色）亚伦-埃尔本及其同事/麻省理工大学面对超级细菌肆虐带来的挑战，我们需要找到解决伤口感染的新方法。如果考虑到大约70%的细菌已经对至少一种常见的抗生素产生了抗药性，而自2000年以来，只发现了五种新的抗生素，那么这种需求就会变得更加强烈。最近，澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMITUniversity）的研究人员提出了一种新颖的无药方法，用于预防接受钛植入物的人术后感染。现在，他们又与南澳大利亚大学的研究人员合作，开发出另一种创新方法，利用纳米级的黑磷片来解决由超级细菌引起的伤口感染问题。这项研究的共同作者之一亚伦-埃尔本（AaronElbourne）说："超级细菌，也就是对抗生素具有耐药性的病原体造成了巨大的健康负担，随着耐药性的增加，我们治疗这些感染的能力也变得越来越具有挑战性。"黑磷晶体西默斯-丹尼尔/RMIT大学黑磷最近被确认为一种有效的抗菌剂。它是磷最稳定的物理形态，由二维磷层（称为"磷烯"）组成，就像石墨由许多石墨烯层组成一样。在之前的工作中，研究人员展示了排列在纳米薄层中的黑磷如何通过其产生活性氧的独特能力杀死微生物。该研究的共同作者苏梅特-瓦利亚（SumeetWalia）说："当纳米材料分解时，其表面会与大气发生反应，产生所谓的活性氧。这些物种最终有助于撕裂细菌细胞"。在目前的研究中，研究人员测试了使用黑磷纳米片（BPNFs）对常见细菌的安全性和有效性，包括耐药性金黄色葡萄球菌（"金色葡萄球菌"）、绿脓杆菌和大肠杆菌。经BPNFs处理的金黄色葡萄球菌在两小时内细胞活力下降62%，六小时后活力下降80%。24小时后，超过99%的细菌被杀死。铜绿假单胞菌也出现了类似的趋势，24小时后，BPNFs导致80%以上的细菌死亡。BPNFs不仅能在不损害其他细胞的情况下消灭细菌，而且还能在感染威胁消除后自行分解。Walia说："我们的抗菌纳米技术能迅速消灭99%以上的细菌细胞，大大超过了目前治疗感染的普通疗法。"当研究人员在小鼠伤口上测试BPNFs与环丙沙星（一种常用的广谱抗生素）的效果时，他们发现两者在清除金黄色葡萄球菌方面的效果相当。与对照组相比，BPNFs还能在宏观和微观层面上促进伤口愈合和组织再生。每天使用BPNFs治疗七天，伤口闭合率达到80%，没有发红或皮肤破损的迹象。研究人员总结说，观察到的伤口再上皮化程度的改善（即在伤口和环境之间建立屏障）表明，即使伤口感染了抗药性很强的金黄色葡萄球菌，BPNFs也能促进伤口愈合。虽然黑磷的抗菌特性众所周知，但它的伤口愈合特性却没有很好的记录。这项研究的通讯作者兹拉特科-科佩茨基（ZlatkoKopecki）说："这是令人兴奋的，因为这种疗法在根除伤口感染方面与环丙沙星抗生素不相上下，并能加速伤口愈合，七天内伤口闭合80%。我们迫切需要开发新的非抗生素替代方法来治疗和控制伤口感染。黑磷似乎正中要害，我们期待看到这项研究成果转化为慢性伤口的临床治疗。"黑磷纳米片可与凝胶结合制成伤口敷料SeamusDaniel/RMITUniversity研究人员说，BPNFs的魅力在于它们可以融入一系列材料中。这一创新的魅力在于，它不是简单的涂层，它实际上可以融入设备、塑料和凝胶等常见材料中，使其具有抗菌性。研究团队正寻求与行业伙伴合作，共同开发这项技术并制作原型。Elbourne说："如果我们能让我们的发明在临床环境中成为商业现实，那么全球的超级细菌就不会知道他们受到了什么打击。"这项研究发表在《先进治疗学》（AdvancedTherapeutics）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383621.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383621.htm

一种新的抗感染伤口喷雾剂可以对付耐抗生素的细菌

一种新的抗感染伤口喷雾剂可以对付耐抗生素的细菌这种抗菌材料的多肽与水凝胶颗粒结合，甚至在与血液等体液接触时也能发挥作用。它可以直接喷入伤口而不影响伤口愈合，或者作为涂层应用于导管和植入物以防止感染，甚至可以对抗多重抗性细菌。资料来源：查尔姆斯理工大学Anna-LenaLundqvist"我们的创新可以在对抗抗生素耐药性方面产生双重影响。该材料已被证明对许多不同类型的细菌有效，包括那些对抗生素有抗药性的细菌，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA），同时还具有预防感染的潜力，从而减少对抗生素的需求，"该研究的负责人、查尔姆斯大学化学和化学工程系教授MartinAndersson说。马丁-安德森，查尔姆斯理工大学化学和化学工程系教授。据估计，耐抗生素细菌每年在全球造成近130万人死亡。作为减缓耐药性蔓延和发展的努力的一部分，查尔姆斯大学的研究人员正在开发一种新的抗菌材料，该材料可用于医疗保健，并成为对抗抗生素抗性的有效工具。该材料由小型水凝胶颗粒组成，配备了一种能有效杀灭和结合细菌的肽。将肽附着在颗粒上提供了一个保护环境并增加了肽的稳定性。这使它们能够与血液等体液一起工作，否则体液会使肽失活，使它们难以用于医疗保健。在以前的研究中，研究人员展示了这些肽如何用于伤口护理材料，如伤口敷料。他们现在发表了两项新的研究，在这两项研究中，杀菌材料以伤口喷雾的形式使用，并作为被引入我们身体的医疗设备的涂层。研究的这一新步骤意味着这项创新可以用在更多的方面，并在医疗保健方面有更大的好处。伤口喷雾器可以伸入深层伤口和身体上其他细菌可能进入的开放区域，它很灵活，对治疗和预防感染非常有用。与现有的喷雾剂和消毒剂相比，这种新材料有许多优势"这种伤口喷雾剂中的物质是完全无毒的，不会影响人体细胞。与现有的杀菌喷雾剂不同，它不会抑制人体的愈合过程。"查尔姆斯理工大学化学和化学工程系的工业博士生、该科学文章的主要作者之一EdvinBlomstrand说："这些材料只需喷在伤口上，也能在更短的时间内杀死细菌。"EdvinBlomstrand，查尔姆斯理工大学化学和化学工程系的博士生。资料来源：查尔姆斯理工大学Anna-LenaLundqvist对于将植入物和导管等材料插入我们身体的治疗，感染是一个主要问题。因此，非常需要新的抗菌生物材料，即治疗、替代或改变生物体内器官、组织或功能的材料。医院获得性感染的主要来源之一来自于导尿管的使用。查尔姆斯研究人员的新涂层现在可以成为减少这种风险和预防感染的有效新工具。"尽管导尿管在拆开包装时是无菌的，但在进入人体时可能会被细菌污染，这可能会导致感染。这种涂层的一个主要优点是，细菌一接触到表面就被杀死。另一个优点是，它可以应用于现有的已经用于医疗保健的产品，因此没有必要生产新的产品，"查尔姆斯大学化学和化学工程系的博士生、该文章的主要作者之一AnnijaStepulane说。AnnijaStepulane，查尔姆斯理工大学化学和化学工程系博士生。资料来源：查尔姆斯理工大学Anna-LenaLundqvist在这项研究中，研究人员在用于导管的硅胶材料上测试了该涂层，但他们看到了将其用于其他生物材料的机会。抗菌材料的研究是与分拆公司AmferiaAB合作进行的，后者也在将该技术商业化。查尔姆斯公司和Amferia公司以前曾以水凝胶伤口敷料的形式展示过这种抗菌材料，目前正在对人类和动物伤口护理进行临床调查。多年来，抗菌肽的有益特性一直为人所知。它们在人类、动物和植物的天然免疫系统中以数千种不同的变体存在，研究人员长期以来一直在寻求模仿和利用这些肽来预防和治疗感染。在自然状态下，这些肽在与血液等体液接触时被迅速分解，这使得它们难以直接用于临床。在研究人员正在开发的材料中，他们通过将肽与颗粒结合起来解决了这个问题。对于喷雾和涂层，他们已经能够测量出这些材料的杀菌效果在接触体液的情况下可持续48小时，而在不接触体液的情况下可持续数年。研究人员表明，99.99%的细菌被该材料杀死，而且杀菌能力的活性约为48小时，使其能够在临床上得到广泛的应用。由于这些材料是无毒的，它们可以直接用在身体上或体内，预防或治疗感染，而不会对自然愈合过程产生不利影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348869.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348869.htm

研究人员确定导致糖尿病患者伤口愈合不良的机制

研究人员确定导致糖尿病患者伤口愈合不良的机制外泌体与人体的免疫和炎症反应有关。现在，匹兹堡大学的研究人员领导的一项新研究考察了外泌体在糖尿病患者中的作用，因为糖尿病患者的伤口愈合往往更慢，进展更快，增加了感染和其他严重并发症的风险。该研究的通讯作者之一钱丹-森（ChandanSen）说："糖尿病患者的伤口愈合因过度炎症而受损。如果不及时治疗，这些不愈合的伤口或慢性伤口会导致截肢。美国每年有超过10万例与糖尿病有关的截肢，但通过进一步了解伤口愈合和开发新的疗法，我们的目标是降低这一数字。"研究人员从22名糖尿病患者和15名非糖尿病患者的慢性伤口负压绷带上收集液体。负压伤口疗法（NPWT）通过施加亚大气压来吸出液体和感染，从而促进伤口闭合。一种特殊的绷带被密封在伤口上，并连接到一个轻柔的真空泵上。森说："这些绷带通常会被扔进垃圾桶，但伤口积液实际上是一种非常有价值的样本，它能反映整个伤口的情况，例如，如果伤口受到感染，积液中就会带有感染的痕迹。"研究人员对液体进行了分析，分离出了由角质形成细胞产生的外泌体，角质形成细胞是皮肤修复所必需的细胞。通常，当携带货物的外泌体从细胞中释放出来时，它们会被巨噬细胞吸收，巨噬细胞是协调伤口愈合的免疫细胞。他们发现，糖尿病患者体内的外泌体--他们称之为"二外泌体"--不仅携带不同的货物，而且糖尿病患者伤口液体中二外泌体的数量远远低于非糖尿病患者伤口液体中外泌体的数量，巨噬细胞吸收的外泌体数量也远远少于二外泌体。当非糖尿病患者的巨噬细胞与外泌体一起孵育时，它们会产生消除炎症的因子，这表明它们从外泌体中接收到了正确的"伤口愈合"信号。然而，当使用重外泌体重复实验时，巨噬细胞反而产生了促炎因子。森说："如果外泌体中的信号是正确的，巨噬细胞就知道如何解决伤口的炎症问题。在糖尿病患者中，角质形成细胞和巨噬细胞之间的串联受到影响，因此巨噬细胞不断推动炎症，伤口无法愈合"。研究人员说，他们的发现为糖尿病的一个主要并发症提供了重要的见解，并可能提供一种治疗糖尿病的新方法。"外泌体促使伤口愈合级联出现偏差，从而影响炎症的消退，"森说，"而且这不仅限于伤口。由于外泌体在体内发挥多种功能，重外泌体可能在其他糖尿病并发症中发挥作用。这项研究开辟了一条新思路"。研究人员目前正在研究如何以二外泌体为靶标，改善糖尿病患者的伤口愈合。研究人员说，其中一种方法是消除重力自旋体中发生的化学修饰。另一种方法是分离糖尿病患者的外泌体，给它们装上缺失的"货物"，然后再注入伤口组织。这项研究发表在《NanoToday》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383045.htm

实验性质的智能绷带可通过电击慢性伤口加速愈合

实验性质的智能绷带可通过电击慢性伤口加速愈合绷带中的生物传感器持续监测伤口的电阻抗和温度。过去的研究表明，阻抗随着伤口愈合而增加，而温度则随着炎症的消退而下降。如果这些指标表明伤口难以愈合，绷带中的电刺激器就会被触发，向下层组织输送小电流。如同其他伤口冲洗敷料的情况一样，这样做据称可以通过加快角质细胞（皮肤细胞）迁移到伤口部位的速度，杀死细菌、加速组织闭合并减少感染。当绷带开始工作时，它使用一个内置的无线电天线与配对的智能手机进行无线通信。使用该手机的护理人员因此可以检查伤口的状况，而不必通过移除绷带反复打扰到伤口的愈合。也就是说，当需要取下绷带时，将其加热到40ºC（104ºF）可以使水凝胶无害地从伤口表面脱落。一张图说明了如何将绷带应用于慢性伤口，赖建诚，鲍研究小组@斯坦福大学在对小鼠进行的测试中，发现使用该设备可将愈合时间加快约25%，并促进皮肤再生约50%。科学家们强调，这种绷带可能还需要一段时间才能用于人身上，因为它仍然需要扩大到人类使用的尺寸，而且生产成本必须降低。它最终还可能纳入更多的传感器，以测量pH值、代谢物和生物标志物。研究人员认为，它应该既能帮助慢性伤口更快愈合，又能促进我们对这种伤口如何愈合的理解。该研究论文的共同第一作者ArtemTrotsyuk博士说："通过在一个设备中的刺激和传感，智能绷带加快了愈合速度，但它也能跟踪伤口的改善情况。我们认为它代表了一种新的模式，将促成新的生物发现，并探索以前难以测试的关于人类愈合过程的假设"。这篇论文最近发表在《自然-生物技术》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333739.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333739.htm

打破细菌屏障 改善慢性伤口感染治疗的新策略

打破细菌屏障改善慢性伤口感染治疗的新策略莎拉-罗-康伦（SarahRowe-Conlon）博士资料来源：联合国大学微生物学与免疫学系为了保护自己免受人体免疫系统和其他潜在威胁的侵袭，金黄色葡萄球菌可以聚集在一起，形成一个被称为生物膜的滑溜溜黏糊糊的防护罩。生物膜屏障非常厚，无论是免疫细胞还是抗生素都无法穿透并中和有害细菌。北卡罗来纳大学医学院和北卡罗来纳-北卡罗来纳州立大学生物医学工程联合系的研究人员开发出一种新方法，将棕榈油酸、庆大霉素和无创超声波结合在一起，帮助改善被金黄色葡萄球菌感染的慢性伤口的药物输送。利用他们的新策略，研究人员能够将糖尿病小鼠伤口中具有挑战性的MRSA感染降低94%。他们能够完全消毒几只小鼠的伤口，其余小鼠的细菌负担也明显减少。他们的研究结果发表在《细胞化学生物学》上。资深作者、微生物学与免疫学系研究副教授莎拉-罗-康伦（SarahRowe-Conlon）博士说："如果慢性伤口中的细菌没有被完全清除，病人就会面临感染复发或继发感染的高风险。这种治疗策略有可能改善疗效，减少患者慢性伤口感染的复发。我们对将其转化为临床治疗的潜力感到兴奋，而这正是我们现在正在探索的。"生物膜是多种抗生素的物理屏障。UNC-NCSU生物医学工程联合系研究助理教授VirginiePapadopoulou博士很想知道，非侵入性空化增强超声波是否能产生足够的搅动，在生物膜中形成开放空间，以促进药物输送。保罗-戴顿博士资料来源：UNC-NCSU生物医学工程联合系可被超声激活的液滴被称为相变造影剂（PCCA），可局部涂抹在伤口上。超声波换能器聚焦在伤口上并打开，使液滴内的液体膨胀，变成充满气体的微小气泡，然后迅速移动。这些微气泡的摆动搅动生物膜，既能机械地破坏生物膜，又能增加液体流动。最终，生物膜的破坏和药物在生物膜中渗透力的增加相结合，使药物能够进入生物膜并高效杀死细菌。"微气泡和相变造影剂充当了超声波能量的局部放大器，使我们能够精确瞄准伤口和身体部位，达到标准超声波无法达到的治疗效果。"生物医学工程系杰出教授兼系主任戴顿说。"我们希望能够利用类似的技术，将化疗药物局部输送到顽固的肿瘤中，或将新的遗传物质驱动到受损的细胞中。"封面图展示了超声波介导的药物输送到生物膜感染的伤口中。图片来源：EllaMarushchenko当细菌细胞被困在生物膜内时，它们几乎无法获得养分和氧气。为了节省资源和能量，它们会进入休眠或睡眠状态。这种状态下的细菌被称为持久细胞，对抗生素具有极强的抗药性。研究人员选择了庆大霉素，这种外用抗生素通常对金黄色葡萄球菌无效，因为金黄色葡萄球菌普遍具有抗药性，而且对顽固细胞的活性很差。研究人员还在模型中引入了一种新型抗生素佐剂--棕榈油酸。棕榈油酸是一种不饱和脂肪酸，是人体的天然产物，具有很强的抗菌特性。作者发现，棕榈油酸有助于抗生素成功进入金黄色葡萄球菌细胞，并能杀死顽固细胞和逆转抗生素耐药性。研究小组对这种新的局部非侵入性方法的前景充满希望，因为它可以为科学家和医生提供更多对抗抗生素耐药性的工具，并减轻口服抗生素的严重不良反应。罗-康伦说："口服或静脉注射等全身性抗生素效果很好，但往往存在很大的风险，如毒性、肠道微生物菌群消失和艰难梭菌感染。利用这种系统，我们能够使外用药物发挥作用，它们可以以非常高的浓度应用于感染部位，而不会产生与全身给药相关的风险。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373455.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373455.htm

充满细菌的"活敷料"有助于愈合慢性伤口

充满细菌的"活敷料"有助于愈合慢性伤口当糖尿病皮肤溃疡或其他慢性伤口受到感染时，其中的问题细菌会形成一层粘液，称为生物膜。这层薄膜能在很大程度上保护微生物免受抗生素或消毒剂的抗菌作用。麻省理工学院和瑞士Empa研究所的科学家们正在寻找一种能在伤口处破坏这些生物膜的方法，他们将目光投向了一种名为Bio-K+的现有产品。该产品主要作为肠道健康补充剂销售，含有三种乳酸杆菌益生菌。科学家们将Bio-K+添加到一种名为Aquacel的市售水凝胶伤口敷料中，然后将增强型敷料涂抹在铜绿假单胞菌（伤口感染的罪魁祸首之一）产生的生物膜培养物上。由于敷料中的乳酸菌产生乳酸，导致生物膜的pH值下降到酸性水平，从而破坏了生物膜。敷料使用前（左）和使用后慢性伤口部位的铜绿假单胞菌图/Empa研究人员在铜绿假单胞菌生物膜生长的人体皮肤样本小伤口上使用了这种敷料后发现，99.999%的病原体被杀死，同时不伤害任何皮肤细胞。此外，益生菌还能促进成纤维细胞--一种有助于结缔组织形成的细胞迁移到伤口中。Empa的任群博士领导的这项研究的论文最近发表在《微生物与感染》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1394273.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1394273.htm