瑞典研发石墨纳米片塑料 可杀死99.99%的细菌并预防感染

查尔默斯研究人员先前的研究显示,垂直放置在植入物表面的石墨烯薄片可以形成保护涂层,使得细菌无法附着,就像设计用来防止鸟类筑巢的建筑物上的钉子一样。石墨烯薄片会破坏细胞膜,杀死细菌。然而,生产石墨烯薄片的成本很高,目前还不适合大规模生产。研究人员使用相对便宜的石墨纳米片,与一种用途广泛的聚合物混合,也取得了同样的效果。

4月1日,瑞典查尔默斯理工大学的一项研究显示,植入石墨纳米片的塑料表面可以防止医院获得性感染(HAI),杀死99.99%试图附着的细菌。

根据世界卫生组织的数据,在任何时期,发达国家7%和发展中国家10%的住院患者将至少会感染一种医院获得性感染(HAI)。根据欧洲疾病预防控制中心的数据,在欧洲,每年有400多万人受到感染。

瑞典研发石墨纳米片塑料 可杀死99.99%的细菌并预防感染

根据欧洲疾病预防和控制中心(ECDC)的数据,每年在欧洲,有超过四百万人受到在医疗保健程序中感染的感染的影响。其中许多细菌感染是在医疗设备和体内植入物(例如导管,髋关节和膝关节假体或牙科植入物)周围发展的细菌感染。在最坏的情况下,需要移除植入物。

这样的细菌感染会给患者带来巨大的痛苦,并花费大量的时间和金钱给医疗服务。另外,目前大量抗生素用于治疗和预防此类感染,并加速了抗生素抗性的发展。

瑞典研发石墨纳米片塑料 可杀死99.99%的细菌并预防感染

本研究的目的是开发抗菌表面,该表面可以减少感染数量和随后对抗生素的需求,并且细菌不能产生抗药性。已表明,由聚乙烯和石墨纳米片混合物制成的定制表面可以杀死细菌。查尔默斯理工大学生物与生物技术系系统生物学系Ivan Mijakovic教授的研究小组的博士后研究员Santosh Pandit说。

植入物上的感染是由细菌在体内(例如血液)中传播的细菌所致,该细菌正在寻找要附着的表面。当降落在合适的表面上时,它们开始繁殖并形成生物膜-细菌涂层。

“我们的研究目的是开发抗菌表面,减少感染次数和随后对抗生素的需求。并且细菌不会产生耐药性,”查尔默斯理工大学生物与技术系生物学部Ivan Mijakovic教授研究小组的博士后研究员Santosh Pandit说,“我们现在已经证明,由聚乙烯和石墨纳米片混合而成的定制表面可以杀死99.99%试图附着的细菌。”

查尔默斯研究人员先前的研究显示,垂直放置在植入物表面的石墨烯薄片可以形成保护涂层,使得细菌无法附着,就像设计用来防止鸟类筑巢的建筑物上的钉子一样。石墨烯薄片会破坏细胞膜,杀死细菌。然而,生产石墨烯薄片的成本很高,目前还不适合大规模生产。研究人员使用相对便宜的石墨纳米片,与一种用途广泛的聚合物混合,也取得了同样的效果。

查尔默斯工业与材料科学系副教授Roland Kádár说:“这种聚合物与石墨纳米片本身并不相容。但是,通过标准的塑料制造技术,我们成功地裁剪了材料的微观结构,并使用了相当高的填充载荷,以达到预期的效果。现在它在许多生物医学应用方面有着巨大的潜力。”

研究人员用不同浓度的石墨纳米片和塑料材料进行了实验。约15%到20%的石墨纳米片的组成被证明具有最大的抗菌效果。根据Kádár的说法,石墨纳米片的精确定位和分布是达到最大效果的必要条件。

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