石墨烯结合可杀死医疗植入物上细菌的药物

与医疗植入物相关的细菌感染给医疗保健带来了巨大的负担，并给全世界的患者带来了巨大的痛苦。现在，瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发了一种预防此类感染的新方法，通过在石墨烯基材料上覆盖杀菌分子。

“通过我们的研究，我们成功地将不溶于水的抗菌分子与石墨烯结合，并使分子以受控、连续的方式从材料中释放出来，”查尔姆斯大学生物与生物工程系研究员 Santosh Pandit 说，以及最近发表在《科学报告》上的研究的第一作者。

“这是该方法起作用的基本要求。我们将活性分子与石墨烯结合的方式也非常简单，并且可以轻松集成到工业过程中。”

某些细菌可以在外科植入物(例如牙科和其他骨科植入物)上形成难以穿透的表面层或“生物膜”，这对全球医疗保健来说是一个主要问题。生物膜比其他细菌更具抵抗力，因此感染通常很难治疗，给患者带来巨大痛苦，最坏的情况下，需要移除或更换植入物。除了对患者的影响之外，这也给医疗保健提供者带来了巨大的成本。

石墨烯适合作为附着材料

有多种水不溶性或疏水性药物和分子可用于其抗菌特性。但是为了在体内使用它们，它们必须附着在一种材料上，而这种材料制造起来可能很困难且劳动强度大。

“石墨烯为与疏水分子或药物相互作用提供了巨大的潜力，当我们创造新材料时，我们利用了这些特性。结合抗菌分子的过程是在超声波的帮助下发生的，”Santosh Pandit 说。

在这项研究中，石墨烯材料覆盖着松萝酸，松萝酸是从地衣中提取的，例如果糖地衣。先前的研究表明，松萝酸具有良好的杀菌特性。它的作用是阻止细菌形成核酸，特别是抑制 RNA 合成，从而阻止细胞内蛋白质的产生。

简单的方法为未来的药物铺平了道路

对紫杉酸的抗病原菌金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌进行了测试，这两种细菌是医疗植入物上生物膜形成的常见罪魁祸首。研究人员的新材料显示出许多有前途的特性。除了将松萝酸整合到石墨烯材料表面的成功结果外，他们还观察到松萝酸分子以受控和连续的方式释放，从而防止了表面生物膜的形成。

“更重要的是，我们的结果表明，将疏水分子与石墨烯结合的方法很简单。它为未来生物医学产品更有效的抗菌保护铺平了道路。我们现在正在计划进行试验，探索结合其他疏水分子以及具有更大潜力治疗或预防各种临床感染的药物，”Santosh Pandit 说。

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