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科學研究：如何讓致病菌無法黏在你的身上，做到真正消除感染？
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科學研究：如何讓致病菌無法黏在你的身上，做到真正消除感染？
圖片來源：piscesweb
拜羅伊特大學的研究人員開發了一種新型生物材料，能消除了感染風險，加速了傷口的愈合過程。這些納米結構材料基於蜘蛛絲蛋白，可以防止細菌和真菌富集，同時又能積極幫助人體組織的再生。因此，它們可以作為理想的植入物、傷口敷料、義肢、隱形眼鏡和其他日常輔助設備的材料。這一結果發表在《材料》雜誌。
公眾遠遠低估了感染的風險：微生物會在一些藥物治療和日常生活所需的物體表麵沉積。通常來說，它們會形成一層致密且通常看不見的生物膜，即使是用清潔劑也不能輕易去除。此外，一些微生物通常還對抗生素和抗真菌藥具有耐藥性。這些細菌和真菌可以遷移到生物體上相鄰的組織中。結果是，它們不僅會幹擾各種愈合過程，甚至會導致致命的感染。
研究人員通過一種新的研究方式，找到了解決這一問題的新方法。他們利用生物技術生產的蜘蛛絲蛋白，開發出了一種防止病原微生物附著的材料。即使是能抵抗多種抗菌劑的鏈球菌，也無法在這種材料的表麵沉積。因此，醫療器械、運動器材、隱形眼鏡、義肢和其他日常用品上的細菌生物膜將很快將成為曆史。
圖片來源：Pixabay
此外，這種材料可促進人類細胞在其表麵上附著和增殖。如果它們可以用於傷口敷料、皮膚代替物或埋植劑，那麽它們就可以有效幫助受損組織再生。與之前促進組織再生的其他材料不同，該材料真正消除了感染風險。因此，在不久的將來，這種抗微生物塗料將能用於各種生物醫學和科技應用。
到目前為止，拜羅伊特大學的研究人員成功測試了兩種類型的蜘蛛絲材料的抗微生物特性：分別是僅有幾納米厚的薄膜和塗層，以及能作為組織再生前體的三維水凝膠支架。拜羅伊特大學生物材料係主任Thomas Scheibel教授解釋道：“截至目前，我們的研究已經獲得一個開創性發現，能指導未來的研究工作。值得注意的是，這種生物材料的抗微生物特性並不是基於毒性來破壞細胞。其中的關鍵是該材料具有納米級結構，其表麵具有微生物排斥性。這使得病原體無法附著在這些材料表麵。”
圖片來源：Pixabay
Gregor Lang教授補充道：“另一個特別棒的方麵是，我們再次證明大自然能製作高度先進的理想材料。天然蜘蛛絲對微生物侵染有很強的抵抗力，使用生物技術方法來複製這些特性是一個突破。”他也是這篇文章的聯合作者，同時也是拜羅伊特大學生物聚合物加工研究小組的負責人。在實驗室中，研究人員將蜘蛛絲蛋白特異性地設計成多種納米結構，以優化其在特定應用中的生物醫學特性。
翻譯：汪茹
審校：郝豪
文章來源：拜羅伊特大學
文章鏈接：https://phys.org/news/2020-08-infection-biomaterials-spider-silk.html
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拜羅伊特大學的研究人員開發了一種新型生物材料，能消除了感染風險，加速了傷口的愈合過程。這些納米結構材料基於蜘蛛絲蛋白，可以防止細菌和真菌富集，同時又能積極幫助人體組織的再生。因此，它們可以作為理想的植入物、傷口敷料、義肢、隱形眼鏡和其他日常輔助設備的材料。這一結果發表在《材料》雜誌。
公眾遠遠低估了感染的風險：微生物會在一些藥物治療和日常生活所需的物體表麵沉積。通常來說，它們會形成一層致密且通常看不見的生物膜，即使是用清潔劑也不能輕易去除。此外，一些微生物通常還對抗生素和抗真菌藥具有耐藥性。這些細菌和真菌可以遷移到生物體上相鄰的組織中。結果是，它們不僅會幹擾各種愈合過程，甚至會導致致命的感染。
研究人員通過一種新的研究方式，找到了解決這一問題的新方法。他們利用生物技術生產的蜘蛛絲蛋白，開發出了一種防止病原微生物附著的材料。即使是能抵抗多種抗菌劑的鏈球菌，也無法在這種材料的表麵沉積。因此，醫療器械、運動器材、隱形眼鏡、義肢和其他日常用品上的細菌生物膜將很快將成為曆史。
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此外，這種材料可促進人類細胞在其表麵上附著和增殖。如果它們可以用於傷口敷料、皮膚代替物或埋植劑，那麽它們就可以有效幫助受損組織再生。與之前促進組織再生的其他材料不同，該材料真正消除了感染風險。因此，在不久的將來，這種抗微生物塗料將能用於各種生物醫學和科技應用。
到目前為止，拜羅伊特大學的研究人員成功測試了兩種類型的蜘蛛絲材料的抗微生物特性：分別是僅有幾納米厚的薄膜和塗層，以及能作為組織再生前體的三維水凝膠支架。拜羅伊特大學生物材料係主任Thomas Scheibel教授解釋道：“截至目前，我們的研究已經獲得一個開創性發現，能指導未來的研究工作。值得注意的是，這種生物材料的抗微生物特性並不是基於毒性來破壞細胞。其中的關鍵是該材料具有納米級結構，其表麵具有微生物排斥性。這使得病原體無法附著在這些材料表麵。”
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Gregor Lang教授補充道：“另一個特別棒的方麵是，我們再次證明大自然能製作高度先進的理想材料。天然蜘蛛絲對微生物侵染有很強的抵抗力，使用生物技術方法來複製這些特性是一個突破。”他也是這篇文章的聯合作者，同時也是拜羅伊特大學生物聚合物加工研究小組的負責人。在實驗室中，研究人員將蜘蛛絲蛋白特異性地設計成多種納米結構，以優化其在特定應用中的生物醫學特性。
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