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新奈米技术让醋瞬间变身抗药细菌的克星

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发表于 前天 23:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
來源:大紀元


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图为木桌上的麦芽醋。科学家开发出一种突破性的治疗方法,让普通的醋转变成细菌杀手,帮助患者伤口更快愈合和抵抗细菌感染。(Shutterstock)


【大纪元2025年10月10日讯】(大纪元记者吴瑞昌编译报导)近年来,老年人和患有糖尿病、癌症及其它疾病的患者,常因伤口的细菌产生抗药性出现死亡案例。为了应对这一挑战,科学家开发出一种突破性的治疗方法,让普通的醋转变成细菌杀手,帮助患者伤口更快愈合和抵抗细菌感染。
据估计,全球每年有450万人死于细菌抗药性(AMR)问题,这些死亡病例源于直接感染性疾病,或已患有其它疾病(例如癌症、器官移植、爱滋病毒、肝肾疾病、糖尿病等),使他们经历额外的生理压力。
由于当前研发抗菌药物数量过少,科学家希望研发出具有良好杀菌效果,与降低细菌抗药性的产品,于是他们尝试使用超微奈米粒子为材料,因其分子与物理特性有别于传统化学药物,在抗菌剂领域展现出巨大潜力。
这次,挪威卑尔根大学(University of Bergen)、澳洲昆士兰医学研究院(QIMR Berghofer Medical Research Institute)贝格霍夫研究所和澳洲弗林德斯大学(Flinders University)共同主导的研究取得重大突破。
他们发现,在醋中添加碳和钴制成的抗菌奈米颗粒,能显着增强醋的天然抗菌功效。该研究成果于9月发表在《ACS Nano》期刊上。
过程中,研究团队选用碳量子点(Carbon Quantum Dots, CQDs)作为超微奈米粒子材料。CQDs本身具备高亲水性、单分散性、不易生物积累,且在多项研究中显示出良好的生物相容性,在抗菌剂领域展现出巨大潜力。另外,碳核心包含多种有机化学结构,能与金属形成有机配体,赋予其多种特性。
他们近一步合成出新型的“钴掺杂碳量子点”(Co-CQDs)作为抗菌奈米颗粒材料。该材料主要成分由碳(64.7%)、钴(2.3%)、氮(3.3%)、氧(27.5%)和氯(0.3%)组成,且证实钴和氮原子已成功整合到碳量子点的核心基质中。
他们发现Co-CQDs的抗菌活性在酸性环境中显着增强,尤其是在弱酸性(pH 5.5)环境下,仅需微小的剂量(每毫升38微克),就能有效杀具有抗药性金黄色葡萄球菌(MRSA)大肠杆菌、粪肠球菌等多种常见的有害细菌。
相比之下,该抗菌剂在中性(pH 7.0)环境下,若要达到相同杀菌效果,所需的剂量则会大幅增加。
他们选择醋酸(乙酸)作为溶剂载体,原因是几个世纪以来,醋一直被用作消毒剂,且拥有造价便宜和副作用低的特性。不过,它仅对少数细菌有效,无法杀死最危险的细菌。将Co-CQDs与醋结合,则成功弥补了这一不足,创造出能有效消灭多种病原体的抗菌剂。
为了深入了解Co-CQDs与醋酸之间的协同抗菌机制,研究团队进行了多项实验。结果显示,弱醋酸环境会破坏细菌的渗透压平衡,导致它细胞膨胀,加速Co-CQDs奈米粒子的内化与产生超氧化物活性氧(ROS)。一旦这些粒子进入细菌细胞内部,便会导致细菌溶解和破坏。
此外,Co-CQDs还能抑制、干扰细菌的正常呼吸机制、蛋白质生物合成途径。
在安全性方面,研究人员发现Co-CQDs醋酸抗菌剂,对人类纤维母细胞(dFIB)表现出高度生物相容性。即dFIB细胞经过Co-CQDs处理后仍能保持95%以上的存活率,若将醋酸移除后dFIB细胞即可恢复增殖能力。
此外,他们还将该抗菌剂用于感染MRSA的小鼠身上,以观察治疗效果。结果显示,Co-CQDs醋酸抗菌剂不仅成功清除了感染MRSA伤口,治疗后的伤口愈合速度与未感染伤口相当,且在7天内小鼠体重没有显着差异。
这两项实验结果共同表明,这种Co-CQDs醋酸抗菌剂不仅能杀死细胞内外几种有害细菌,且对人体安全无害,还能有效治愈小鼠的感染伤口。
他们表示,这项技术具有潜在广泛应用,未来可能运用到手术缝线、骨科植入物或疝气网片等医疗器械,以预防术中和术后医院感染,也能单独使用奈米颗粒抗菌剂,或与传统化学抗生素联合使用,为应对抗生素抗药性的威胁提供新的解决方案。
澳洲弗林德斯大学分子生物学家亚当‧特鲁斯科维茨(Adam Truskewycz)博士对该校的新闻室解释,醋中的酸性环境使细菌细胞膨胀并吸收奈米颗粒治疗。
他指出,“这些奈米颗粒会攻击危险细菌的细胞内部和表面,最终使它们破裂死亡。重要的是,这种方法对人体细胞无毒,还证明可以清除小鼠伤口中的细菌感染,同时不影响小鼠伤口愈合。”◇

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GMT+8, 2025-10-22 13:55

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