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2号站科学家揭示了由昆虫翅膀激发的纳米材料是如何摧毁超级细菌的

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蝉和蜻蜓的翅膀是天然的细菌杀手,这一现象促使研究人员寻找击败耐药超级细菌的方法。
 
新型抗菌表面正在开发中,其特征是模拟昆虫翅膀致命作用的不同纳米粒子,但科学家们对其工作原理的揭开才刚刚开始。
 
在《自然微生物评论》上发表的一篇评论中,研究人员详细描述了这些模式是如何摧毁细菌的——拉伸、切割或撕裂细菌。
 
该研究的第一作者、RMIT大学的著名教授伊莲娜·伊万诺娃(Elena Ivanova)说,寻找非化学方法杀灭细菌至关重要,因为每年有超过70万人死于耐药性细菌感染。
 
细菌对抗生素的耐药性是对全球健康的最大威胁之一,对感染的常规治疗正变得越来越困难。当我们从大自然中寻找灵感时,我们发现昆虫已经进化出了高效的抗菌系统。如果我们能确切地了解受昆虫启发的纳米粒子是如何杀死细菌的,我们就能更精确地设计这些形状,以提高它们对抗感染的有效性。我们的最终目标是开发低成本、可伸缩的抗菌表面,用于植入物和医院,为对抗致命超级细菌提供强大的新武器。”
 
埃琳娜·伊万诺娃教授,第一作者,RMIT大学
 
用来杀菌表面
 
蝉和蜻蜓的翅膀上覆盖着微小的纳米粒子,这是科学家们为了模仿它们的杀菌效果而研发的第一个纳米粒子。
 
从那以后,他们还精确地设计了其他纳米材料,如薄片和导线,这些材料都是为了物理上破坏细菌细胞而设计的。
 
落在这些纳米结构上的细菌发现自己被拉、拉伸或分裂,破坏细菌细胞膜,2号站注册登录最终杀死它们。
 
这项新的综述首次对表面纳米粒子提供击破细胞膜所需机械力的不同方式进行了分类。
 
我们的合成仿生纳米结构在抗菌性能上有很大的不同,其中的原因并不总是很清楚。我们还努力研究出特定纳米粒子的最佳形状和尺寸,以最大限度地提高其杀伤力。虽然我们一直在开发的人造表面将自然提升到一个新的高度,甚至以蜻蜓为例,我们发现不同物种的翅膀比其他物种的翅膀更能杀死一些细菌。当我们在纳米尺度上检查机翼时,我们可以看到覆盖机翼表面的纳米颗粒在密度、高度和直径上的差异,所以我们知道正确地使用纳米结构是关键。”
 
埃琳娜·伊万诺娃教授
 
伊万诺娃说,大规模生产具有成本效益的纳米表面,使其能够用于医疗或工业应用,仍然是一个挑战。
 
但她说,最近纳米制造技术的进展显示出了开启生物医学抗菌纳米技术新时代的希望。
 
作为仿生抗菌表面的先驱,杰出的伊莲娜·伊万诺娃教授领导着RMIT理学院机械杀菌表面研究小组。
 
她的研究得到了澳大利亚研究委员会工业转型研究中心和工业转型培训中心计划以及中国社科院基金会的资助。
 
“纳米表面Mechano-bactericidal行动”,RMIT合作者丹佛林克莱特担纲导演和制片人博士和教授罗素·克劳福特以及大学的合作者·罗维拉我Virgili,俄亥俄州立大学,南安普顿大学和斯文本科技大学发表在《自然评论微生物学(DOI: 10.1038 / s41579 - 020 - 0414 - z)。

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