英國科學(xué)家日前發(fā)現(xiàn)了一種新型抗菌聚合物，研究人員相信，這種新型抗菌材料可以大幅降低醫(yī)源性感染和由此產(chǎn)生的醫(yī)療設(shè)備故障。

英國科學(xué)家日前發(fā)現(xiàn)了一種新型抗菌聚合物

與醫(yī)療設(shè)備相關(guān)的感染可以導(dǎo)致系統(tǒng)性感染或設(shè)備故障，僅在英國每年導(dǎo)致的醫(yī)療保障體系耗資便將近10億英鎊。

這種能夠?qū)Π蚵泛挽o脈導(dǎo)管在內(nèi)的很多常用設(shè)備造成影響的細(xì)菌可以形成被稱為生物膜的菌落。這種大量集聚的生物膜形式可以保護細(xì)菌不受人體自身免疫系統(tǒng)和抗生素的影響。

諾丁漢大學(xué)藥學(xué)與分子醫(yī)學(xué)科學(xué)院的專家發(fā)現(xiàn)，將新材料涂在醫(yī)療器械表面可以阻止細(xì)菌附著并防止生物膜的形成。

這項研究由藥學(xué)院教授Morgan Alexander和Martyn Davies以及分子醫(yī)學(xué)科學(xué)院教授Paul Williams共同領(lǐng)導(dǎo)完成。

這一歷時4年的研究項目由全球健康慈善基金會維康基金(Wellcome Trust)資助，研究成果日前發(fā)表在《自然—生物技術(shù)》雜志上。

研究人員相信，新材料必須使用新技術(shù)才能被發(fā)現(xiàn)。他們認(rèn)為確實存在更好的新型抗菌材料，但這意味著需要對數(shù)千種化學(xué)物質(zhì)進行篩選并測試它們對細(xì)菌的反應(yīng)。這是一項挑戰(zhàn)，其難度超越了傳統(tǒng)材料的研發(fā)和當(dāng)前科學(xué)家對微生物與器械表面互動機理的理解。

這一發(fā)現(xiàn)得到了來自美國麻省理工學(xué)院(MIT)科學(xué)家的協(xié)助。他們首創(chuàng)了讓數(shù)以千計的獨特聚合物同時進行篩選的方法。

Alexander指出：“這是一個重要的科學(xué)突破。我們發(fā)現(xiàn)了一系列結(jié)構(gòu)相關(guān)的新材料，可以大大減少致病細(xì)菌(綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌)的附著。”

“但當(dāng)前對細(xì)菌與表面相互作用的理解還不足以實現(xiàn)這個新發(fā)現(xiàn)。而在麻省理工學(xué)院幫助下研發(fā)的新技術(shù)意味著成百上千種材料可以同時被篩選，以揭示其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。”Alexander表示。

他補充說：“在使用這種高通量材料研發(fā)方法對總共數(shù)千種材料進行研究之后，我們終于發(fā)現(xiàn)了這種新型抗菌材料。而這是使用常規(guī)技術(shù)無法做到的。”

新材料通過盡可能在早期(當(dāng)細(xì)菌首次有可能附著的時候)防止生物膜的形成，以達(dá)到抗感染的目的。

在實驗室中，研究人員有效抵御了細(xì)菌在小鼠植入感染模型上的附著。與市面上銷售的含銀導(dǎo)管相比，細(xì)菌量減少了96.7%。通過防止細(xì)菌附著，人體自身免疫系統(tǒng)可以在它們形成生物膜之前殺死它們。

維康基金技術(shù)轉(zhuǎn)讓部主任Ted Bianco說：“感染由附著在植入物表面的微生物膜引起，傳統(tǒng)抗生素通常對此無能為力。”

“這對病人護理是非常大的挑戰(zhàn)，對于植入了像介入性導(dǎo)管、心臟瓣膜、人工關(guān)節(jié)等醫(yī)療器械的病人來說尤為如此。這些新聚合物的發(fā)現(xiàn)是一個很好的例子，它說明了如何運用材料科學(xué)的進步，幫助人們大力改善關(guān)鍵醫(yī)療元件的性能。就像材料科學(xué)帶給我們不粘鍋一樣，我們也期待著"不粘"細(xì)菌醫(yī)療器械誕生的那一天。”

細(xì)菌附著并進一步形成生物膜是醫(yī)療設(shè)備性能的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。雖然這一研究尚處于早期階段，但是初步結(jié)果顯示前景十分光明。

研究人員表示，下一階段的研究將是對涂層的生產(chǎn)進行開發(fā)，確保新材料經(jīng)得起臨床評估。發(fā)明者也在與醫(yī)療器材公司進行早期階段的洽談。