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防晒霜中的常见成分可以预防与医疗植入物相关

发布时间:2019-03-21 19:27:37

防晒霜中的常见成分可以预防与医疗植入物相关的感染 2015年11月11日 防晒霜中的常见成分可以是用于医疗植入物(例如心脏起搏器和替代关节)的有效抗菌涂层。 密歇根大学的研究

  防晒霜中的常见成分可以预防与医疗植入物相关的感染

  2015年11月11日

  防晒霜中的常见成分可以是用于医疗植入物(例如心脏起搏器和替代关节)的有效抗菌涂层。

  密歇根大学的研究人员发现,氧化锌纳米锥体涂层可以破坏耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的生长,使处理过的材料上的薄膜减少95%以上。每年大约有一百万个植入的医疗设备被MRSA和其他细菌物种感染。

  “治疗这些感染非常困难,” U-M医学院急诊医学系的临床讲师和研究员J. Scott VanEpps说,他的团队领导了这项生物学研究。

  VanEpps说,治疗涉及长期抗生素治疗,这可能导致抗生素耐药性和毒副作用,或植入物必须通过手术更换,这对于心脏瓣膜和假肢关节等设备来说可能相当广泛。

  理想情况下,医生希望首先防止感染发生。一种选择是在设备上涂上细菌无法生长的东西。发表在纳米医学杂志上的新结果表明,这种涂层可以由氧化锌纳米颗粒制成 - 一种防晒剂和尿布疹霜成分,使乳液更厚,相对不透明。

  如果纳米颗粒的形状像六角形基底的金字塔,它们可以非常有效地防止一种叫做β-半乳糖苷酶的酶将乳糖分解成细菌用作燃料的较小糖类葡萄糖和半乳糖。

  形状对于酶和纳米颗粒都很重要。酶需要能够扭曲以将乳糖切成较小的糖。两个氨基酸或蛋白质构建块彼此相对地穿过酶中的凹槽。乳糖适合凹槽,氨基酸聚集在一起催化分解成葡萄糖和半乳糖。

  “尽管需要进行更多的研究,但我们认为氧化锌纳米锥体会干扰这种扭转运动,” Joseph B.和Florence V. Cejka化学工程教授Nicholas Kotov说,他的团队制作了纳米粒子。

  该团队的研究表明,纳米粒子的一部分 - 边缘或尖端 - 将自身插入凹槽中。

   通过仅堵塞四个凹槽中的一个,纳米颗粒可以通过阻止扭转作用来关闭整个酶。

  相关故事科学家揭示与衰老相关的破坏性细胞效应美国宇航局科学家发现阿尔茨海默氏症神秘细胞死亡的潜在解释,帕金森氏症常见抗生素的组合可以消除多重耐药大肠杆菌为了探索抗菌涂层的概念,科托夫的小组涵盖了一些钉子随着纳米锥体,然后VanEpps的团队将它们粘在一种可以让细菌生长的物质中。他们评估了涂层和未涂层​​钉上的四种细菌 - 两种葡萄球菌(包括MRSA),一种引起肺炎和大肠杆菌。

  生长24小时后,从涂覆的钉中回收的活葡萄球菌细胞的数量比未涂覆的钉的数量少95%。肺炎和大肠杆菌物种对纳米颗粒的敏感性较低。

  “虽然涂层不能完全根除所有葡萄球菌细胞,但这种显着的减少可能使抗生素治疗成功或简单地允许人体免疫系统接管而不需要抗生素,”范埃普斯说。

  包括MRSA在内的金黄色葡萄球特别容易受到纳米锥体的影响,因为它的细胞壁是蛋白质和糖的基质。该团队怀疑,当MRSA试图定殖钉子时,纳米锥体与构建细胞壁的酶结合。由于酶不能维持细胞壁,细胞破裂。

  如果这确实是纳米锥体的运作方式,那么对于人体细胞而言,涂层应该没有问题,因为人体细胞膜的外壳不具有相同的脆弱性。它也可能解释为什么涂层对大肠杆菌几乎没有效果,因为大肠杆菌不会在其套管上磨损细胞壁酶。

  纳米颗粒涂层与患者临床使用之间存在许多障碍。研究人员必须了解这种涂层如何影响植入物附近的人体细胞,并探索纳米锥体如何影响人体和细菌中的其他酶。

  “对MRSA和其他病原体的强抗菌活性是一个令人兴奋的发现,”科托夫说。 “我们希望更好地理解抗菌功能的机制,以微调其抑制活性并鉴定锥体纳米颗粒可抑制的酶之间的结构相似性。”

  资料来源:密歇根大学