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抗菌聚合物项目获科研基金或可降低院内感染
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  在2012年,英国诺丁汉大学的两名研究人员发现了一组能够抵制细菌的新材料,但无法解释为何细菌会绕开这种材料。现在,两名科学家已获得一个价值200万英镑(340万美元)的研究奖项,来解开这个谜团。这项研究利害攸关:抗细菌聚合物或将大幅降低由植入式医疗器件引起的院内感染。
  诺丁汉药学院生物医学表面教授Morgan Alexander和生命科学院分子微生物学教授Paul Williams各自获得惠康基金会高级研究者奖项,继续跟进这个联合项目。
  控制由导尿管、静脉注射管以及人工关节等内置性医疗器材所引发的感染病例将能大幅减少医疗并发症,每年挽救成千上万条生命,并可降低医疗成本。惠康基金会的支持将使科学家们进一步研究这些材料对细菌附着物和生物被膜发展产生抵抗性背后的潜在机制。
  当被问及现阶段是否已有一些初步的理论来解释这种现象时,Alexander说道:“我们有很多种可能的理论来解释,但是在没有经过实验论证前,我们不希望去发布,因为单凭推测很容易站不住脚,尤其现在我们有资金去验证推测是否正确。但我们可以肯定,以聚合物的物化性能来解释我们所观察到的抗性反应确实过于简单,这就是为什么我们要通过表面来研究细菌的信号处理过程。”
  “细菌对微生物的适应性非常强,我们需要找出导致细菌能够对化学性质不同的聚合物表面进行辨识并做出反应的基因基础,”William补充道,“通过材料科学和微生物学知识的结合,我们正在采取跨学科的方法来解决一个重大的医学问题。”
  单细胞细菌通常会附着到植入式器件表面,最终形成“黏菌团”或生物被膜,它们可以躲过检测,并且受到身体本身免疫防御系统和抗生素的保护。
  根据美国疾病防治中心,美国每25个病人中,大约就有1个会被院内感染。在2011年,美国急症处理医院中约有722,000起院内感染病例,其中近75,000个病人在住院期间死亡。
  Alexander 和Williams使用的主要聚合物是一种4单体的共聚物和二甘醇二甲基丙烯酸酯(DEGMA),但发现环链和芳烃侧链拥有相似的抗细菌性能。
  经过初步研究,Alexander 和 Williams发现,涂覆这种材料的硅胶件,其表面附着的细菌相比一般市售的硅胶件减少近97%。
  这种特殊聚合物的发现离不开麻省理工学院专家的帮助。他们发明了一种筛选方法,即采用微阵列的方法同时对成千上万种的聚合物材料进行筛选。Alexander教授谈到:“这些新材料的发现是一个很大的科学突破,我们已经找到了一组结构相关的材料,它们能大大降低病原细菌的粘附作用和生物被膜的形成,如铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等。然而这些新材料用我们常规对微生物细菌与材料表面相互作用的理解方法是难以发现的。在麻省理工学院专家的帮助下我们开发了一种同时能达到高通量筛选又能揭示其新的结构关系的技术。用这种高通量的材料筛选方法,总共调查了上万种的材料,并找到了一些新的能抵制细菌粘附和生物被膜形成的材料,而这些用传统的技术方法是难以做到的。”
  Camstent公司已获得这种新材料的授权,今年秋季,诺丁汉大学将与其合作在临床试验中首次应用涂层导尿管。
  研究人员称,更好地了解细菌与聚合物表面相互作用时所使用的机制将能改善未来抗菌聚合物的设计合理性,在预防院内感染上实现变革。

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