黑磷纳米技术杀死99%以上的细菌

科学家已经开发出一种纳米薄的超级杀菌材料，有望在未来整合到伤口敷料和植入物中，以阻止或治疗细菌感染。这项创新——已经经过了高级临床前试验——对多种耐药细菌细胞有效，包括通常被称为超级细菌的“金黄色葡萄球菌”。

　　

研究人员开发了一种基于黑磷（black phosphorus）的纳米技术，可以杀死99%以上的耐药细菌。这种创新材料与产生氧气的杀菌活性氧接触后会降解，可以集成到伤口敷料、植入物和医疗器械中，以治疗和预防细菌感染。

抗生素耐药性是一个主要的全球健康威胁，每年造成约70万人死亡，如果不开发新的抗菌疗法，到2050年这一数字可能上升到每年1 000万人死亡。这项由RMIT大学和南澳大利亚大学(UniSA)领导的新研究测试了基于黑磷的纳米技术作为一种高级感染治疗和伤口愈合疗法。

发表在《Advanced Therapeutics》杂志上的研究结果显示，它有效地治疗了感染，杀死了99%以上的细菌，而不会损害生物模型中的其他细胞。这种治疗方法在消除感染和加速愈合方面取得了与抗生素相当的效果，伤口在7天内愈合了80%。

由RMIT国际开发的超级细菌杀灭纳米技术在临床前试验中由UniSA的伤口愈合专家进行了严格的测试。RMIT已经为黑磷薄片申请了专利保护，包括它在伤口愈合配方中的应用，包括凝胶。

皇家墨尔本理工大学的联合首席研究员Sumeet Walia教授说，这项研究显示了他们的创新如何提供快速的抗菌作用，然后在感染威胁消除后自我分解。 “我们创新的美妙之处在于，它不仅仅是一层涂层，它实际上可以集成到制造设备的普通材料中，包括塑料和凝胶，使它们具有抗菌性。”

之前由RMIT领导的一项研究表明，当黑磷以纳米薄层的形式散布在伤口敷料和植入物(如棉花和钛)的表面上，或者被整合到医疗器械中使用的塑料中时，黑磷可以有效地杀死微生物。

这项发明是如何工作的

黑磷是磷的一种最稳定的形式——一种天然存在于许多食物中的矿物质——而且，以超薄的形式存在，很容易与氧气降解，使其成为杀死微生物的理想选择。

“随着纳米材料的分解，它的表面与大气发生反应，产生所谓的活性氧。这些物种最终通过撕裂细菌细胞来提供帮助，”Walia说。这项新研究测试了黑磷纳米薄片对五种常见细菌菌株的有效性，包括大肠杆菌和耐药的金黄色葡萄球菌。“我们的抗菌纳米技术迅速摧毁了99%以上的细菌细胞，远远超过了目前用于治疗感染的普通治疗方法。”

全球对抗超级细菌的战争

来自RMIT的联合首席研究员Aaron Elbourne博士说，世界各地的医疗专业人员迫切需要新的治疗方法来克服抗生素耐药性问题。“超级细菌——对抗生素有抗药性的病原体——造成了巨大的健康负担，随着耐药性的增长，我们治疗这些感染的能力变得越来越具有挑战性，如果我们能让我们的发明在临床环境中成为商业现实，那么全球的这些超级细菌就不知道是什么袭击了它们。”

临床前伤口感染模型的治疗效果

来自南萨大学的首席研究员Zlatko Kopecki博士和他的团队进行了临床前试验，以证明每天局部使用黑磷纳米片如何显著减少感染。

Kopecki博士说:“这是令人兴奋的，因为这种治疗方法在根除伤口感染方面与环丙沙星抗生素相当，并导致加速愈合，伤口在7天内愈合了80%。”

Kopecki博士也是第七频道儿童研究基金会儿童伤口感染研究员，他说抗生素治疗变得越来越少。“我们迫切需要开发新的非抗生素替代方法来治疗和管理伤口感染，黑磷似乎已经达到了目的，我们期待着看到这项研究转化为慢性伤口的临床治疗。”

该团队希望与潜在的行业合作伙伴合作开发和原型技术。

参考文献:“Layered Black Phosphorus Nanoflakes Reduce Bacterial Burden and Enhance Healing of Murine Infected Wounds” by Emmeline P. Virgo, Hanif Haidari, Zo L. Shaw, Louisa Z. Y. Huang, Tahlia L. Kennewell, Luke Smith, Taimur Ahmed, Saffron J. Bryant, Gordon S. Howarth, Sumeet Walia, Allison J. Cowin, Aaron Elbourne and Zlatko Kopecki, 10 August 2023, Advanced Therapeutics.