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新型抗菌聚合物涂层:让医疗器械“不粘”细菌,大幅降低感染风险

新型抗菌聚合物涂层:让医疗器械“不粘”细菌,大幅降低感染风险

英国诺丁汉大学与麻省理工学院(MIT)的科学家合作,发现了一种新型抗菌聚合物,能够有效阻止细菌在医疗器械表面附着并形成生物膜。这一突破有望大幅降低医源性感染和相关设备故障,为患者安全带来革命性改善。研究发表在《自然—生物技术》上,由维康基金资助。

与医疗设备相关的感染是临床重大挑战,仅在英国每年造成的医疗体系耗资就接近10亿英镑。细菌如绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌等,可在导管、心脏瓣膜、人工关节等植入物表面形成生物膜——一种高度聚集的菌落,能保护细菌免受人体免疫系统和抗生素的攻击,导致顽固性感染甚至设备失效。

诺丁汉大学药学院教授Morgan Alexander、Martyn Davies及分子医学科学院教授Paul Williams领导的团队,利用MIT开发的高通量筛选技术,同时测试了数千种独特聚合物,最终发现一系列结构相关的新材料。这些材料通过物理化学作用,在细菌首次接触表面时即阻止其附着,从而在生物膜形成前切断感染路径。在实验室小鼠植入感染模型中,新型涂层使细菌附着量比市售含银导管减少96.7%。

Alexander教授指出:“这是一个重要的科学突破。我们对细菌与表面相互作用的理解尚不足以预测这种材料,但高通量方法揭示了结构与活性之间的关系,这是传统技术无法实现的。”MIT的科学家首创的并行筛选方法,使得大规模材料库的快速评估成为可能。

维康基金技术转让部主任Ted Bianco评论道:“感染由附着在植入物表面的微生物膜引起,传统抗生素通常对此无能为力。这些新聚合物的发现是材料科学改善医疗元件性能的典范——就像不粘锅一样,我们期待‘不粘’细菌的医疗器械诞生。”

目前研究尚处早期阶段,但前景光明。下一阶段将开发可临床评估的涂层生产工艺,发明者已与医疗器材公司进行初步洽谈。该技术若成功转化,将显著降低导管、心脏瓣膜、人工关节等植入物的感染风险,减少抗生素使用和医疗成本。

(责任编辑:泉水)