一個世紀以來,抗生素在幫助人類治療感染上發揮了巨大的作用。遺憾的是,隨著細菌耐藥性的不斷增長,我們可能很快失去這款有力的生物武器。為了應對日益嚴峻的“超級細菌”威脅,科學家亟需找到新的方法。好消息是,一項新研究表明,通過光照來激活納米粒子,氧氣可以在對付“抗性細菌”時發揮更有效的作用。
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上圖左:光照前的納米顆粒。上圖右:光照反應后(via:Peng Zhang)
過去幾十年,抗生素的大量使用,導致許多細菌已經進化出了對藥物的抗性。與此同時,新藥的研發卻一直難以突破。
有報告稱,如果對‘超級細菌’束手無策,它們可能造成每年上千萬人的死亡。
雪上加霜的是,歐洲疾控中心警告稱,有著‘最后防線’之稱的某類抗生素,已出現大量失敗案例。
萬幸的是,在這場與死神賽跑的“軍備競賽”中,來自辛辛那提大學的研究人員們,巧妙地借助了光的能量。
該團隊并非利用紫外線來破壞微生物的 DNA,而是用紅藍光去激活光敏型納米粒子,來產生一種對其有毒的氧氣。
研究首席 Peng Zhang 指出,他們使用了以燃料分子為主的光敏劑、而不是 MRSA 之類的抗生素,因為光敏劑可以將氧氣轉化為能夠攻擊細菌的活性氧。
該原理在過去已經有所發展,但存在一些主要的問題。
首先,顆粒往往散布得太遠,導致無法協調攻擊。其次,由于疏水的特性,很難將它部署到常見的目標液體中。
為了克服這些問題,研究團隊開發了“將光敏劑與貴金屬納米粒子結合起來”的混合粒子。
這些金屬將光敏劑保持在一起,使它們能夠對局部地區造成更大的打擊。此外,金屬有助于產生更多的活性氧物質。
他們發現,與不含金屬納米粒子的處理方式相比,新技術能夠更加有效地殺死各種細菌。另外,在實驗室上的測試表明,人體皮膚細胞樣本沒有受到傷害。
實驗結果表明,后續可以順利地開展臨床試驗。至于商業應用,他們已經申請了一項“含有納米顆粒的噴霧或凝膠”的ZL。
這項技術還適用于醫療臺面和儀器,即通過照射紅藍光進行消毒。其它潛在應用包括直接在傷口上涂抹以防止感染、殺死甲床真菌、甚至對抗皮膚癌。