《用于替代细菌治疗的纳米材料》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2017-11-22
  • 尽管有一系列令人信服的抗生素,细菌感染,特别是那些由nosocomial病原体产生的细菌感染,仍然是全球发病率和死亡率的主要因素。他们针对的是严重患病、住院和免疫功能受损的病人,他们的免疫系统不正常,容易受到感染。抗菌素治疗的选择主要是经验性的,不缺乏毒性、超敏性、致畸性和/或诱变性。多重耐药细菌的出现进一步加剧了临床困境,因为它直接影响到公共健康,因为目前抗生素的效力下降。此外,对生物膜相关感染的关注也在不断升级,这些感染对目前可用的抗菌剂armory难以治疗,几乎没有治疗方案。因此,有必要开发替代的抗菌药物。在过去的十年中,全球使用纳米药物作为对抗高抗菌素耐药性的创新工具出现了大幅增长。金属和金属氧化物纳米颗粒(NPs)的抗菌活性得到了广泛的报道。这些微生物要么通过NPs的杀菌作用被消灭,比如释放游离金属离子,最终导致细胞膜损伤、DNA的相互作用或自由基生成,或者通过微生物的静态效应,再加上宿主免疫系统增强的杀伤作用。本文综述了在医院感染中耐多药耐药的程度、宿主免疫系统的细菌逃避、细菌利用的机制以及利用基于金属的纳米材料来克服这些挑战。讨论了传统和生物金属NPs对抗菌活性的不同作用。此外,还讨论了使用聚合物基纳米材料和纳米复合材料,单独或用配体、抗体或抗生素进行功能化,作为治疗严重细菌感染的替代抗菌剂。结合金属NPs的组合疗法,作为现有抗生素的辅助手段,可以帮助抑制细菌抵抗和医院威胁的日益增加的威胁。

    ——文章发布于2017年11月10

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    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-03-17
    • 来自瑞典查尔默斯科技大学的研究人员创造了一种新型的、具有独特属性的类似橡胶的材料,它可以在医疗过程中代替人体组织。这种材料有可能对许多人的生活产生重大影响。这项研究最近发表在备受推崇的科学杂志ACS Nano上。 在医疗技术产品的发展过程中,对与人体相结合的新型自然材料有着巨大的需求。将材料引入体内会带来很多风险,比如严重的感染等。今天使用的许多物质,如肉毒杆菌,都是剧毒的。我们需要新的、适应性更强的材料。 在这项新的研究中,查尔默斯的研究人员开发了一种材料,这种材料仅由一些已经被证明对人体有效的成分组成。 该材料的基础与有机玻璃相同,是一种常见的医疗技术应用材料。通过重新设计其组成,并通过一个称为纳米结构的过程,他们给了这种新专利材料一个独特的性能组合。研究人员最初的目的是制造一种坚硬的类似骨头的材料,但他们得到了令人惊讶的结果。 “我们非常惊讶地发现,这种材料变得非常柔软、有弹性和非常有弹性。我们的结论是,它不能作为骨骼替代材料。但是,新的和意想不到的性质使我们的发现同样令人兴奋,”材料科学博士、该研究的研究人员之一Anand Kumar Rajasekharan说。 结果表明,这种新型的类橡胶材料可能适合于许多需要高弹性、易加工、适合医学用途等特殊性能的应用。 “我们现在看到的第一个应用是导尿管。这种材料的结构可以防止细菌在表面生长,这意味着它非常适合用于医学用途,”该研究的负责人、查尔默斯大学的化学教授马丁·安德森(Martin Andersson)说。 这种新型纳米橡胶材料的结构允许对其表面进行处理,使其以一种自然、无毒的方式抗菌。这是通过将抗菌肽(一种小蛋白,是我们先天免疫系统的一部分)贴在它的表面来实现的。这有助于减少对抗生素的需求,这是对抗不断增长的抗生素耐药性的重要贡献。 因为这种新材料可以通过钥匙孔手术注射和插入,它也可以帮助减少激烈的手术和重建身体部分的操作。这种材料可以通过标准套管作为一种粘性流体注入,这样它就可以在体内形成自己的弹性结构。或者,材料也可以根据需要3D打印成特定的结构。 “很多疾病的软骨都会断裂,骨头之间会产生摩擦,给患者带来巨大的疼痛。这些材料可能在这些情况下起到替代作用,”马丁·安德森继续说道。 这种材料的另一个优点是它包含了三维有序的纳米孔。这意味着它可以装载药物,用于各种治疗目的,如改善愈合和减少炎症。这允许局部治疗,避免,例如,必须用药物治疗整个身体,这可能有助于减少与副作用相关的问题。由于它是无毒的,它也可以用作填充物——因此,研究人员认为整形手术是这种新材料的另一个非常有趣的潜在应用领域。 “我现在正与我们新成立的公司Amferia一起全职工作,将研究成果推广到工业界。我很高兴地看到大家对我们的材料很感兴趣。就实现我们的目标而言,这是有希望的,我们的目标是提供真正的社会效益,”阿南德总结道。
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    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
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    • 在瑞典的查尔默斯科技大学,科学家们已经开发出一种新型的、具有独特性能的类似橡胶的材料。这种材料可以在医疗过程中作为人体组织的替代品。 这种材料能够给几个人的生活带来巨大的改变。这项研究最近在著名的科学期刊ACS Nano上进行了报道。 在开发与医疗技术有关的产品时,对适合结合到体内的新型自然主义材料有巨大的需求。 将材料引入人体会带来多种风险,例如严重感染以及其他风险。目前使用的大多数物质,如肉毒杆菌毒素,都是剧毒的。因此,需要更适应和新颖的材料。 在最新的研究中,查尔默斯理工大学的科学家设计了一种完全由早已被证明在人体中起作用的成分制成的材料。 该材料的基础与有机玻璃(医疗技术应用中常用的材料)相同。通过采用一种称为纳米结构的工艺并通过改变其组成,该团队为新专利材料提供了特殊的性能组合。最初,科学家的目标是生产坚韧的骨样材料,但结果令人惊讶。 我们真的感到惊讶的是,这种材料变得非常柔软,柔软且极富弹性。我们得出结论,它不能用作骨替代材料。但是新的和意外的特性使我们的发现同样令人兴奋。 Anand Kumar Rajasekharan博士,查尔默斯理工学院研究员 研究结果表明,这种新型的橡胶状材料可能适用于一些需要特殊组合性能的应用,例如易加工性,高弹性和适用于医疗程序。 我们现在正在寻找的第一个应用是导尿管。该材料可以防止细菌在表面生长的方式构造,这非常适合医疗用途。 查尔默斯理工学院研究研究负责人兼化学教授Martin Andersson 由于其结构,新型纳米橡胶材料的表面可以进行处理,使其抗菌,无毒和自然的方式。这是通过把抗菌肽——作为固有免疫系统一部分的微小蛋白质——贴在它的表面来实现的。这可以减少对抗生素的需求,这是对抗不断增加的抗生素耐药性的重要贡献。 由于这种新型材料可以通过钥匙孔手术插入和注射,它也减少了主要手术和手术重建身体部分的需要。可以通过标准套管以粘性流体的形式注入材料,从而在体内形成其自身的弹性结构。另外,也可以根据需要将材料3D打印成特定的结构。 很多疾病都是由于软骨的断裂和骨头之间的摩擦造成的,给患者造成很大的疼痛。这种材料可能在这些情况下起到替代作用。 马丁·安德森,查尔默斯理工学院研究研究负责人、化学教授 这种材料的另一个优点是它包含了三维有序的纳米孔。这意味着这种材料可以装载药物,用于一些治疗目的,如减少炎症和促进愈合。 这个过程使局部治疗成为可能,例如,避免了用药物治疗整个身体的需要。这有助于减少与副作用相关的问题。由于无毒的特性,这种材料也可以用作填充物。因此,科学家们认为整形手术是这种新材料的另一个有趣的应用领域。 “我现在正与我们新成立的公司Amferia一起全职工作,将研究成果推广到工业界。我很高兴地看到大家对我们的材料很感兴趣。就实现我们的目标而言,这是有希望的,我们的目标是提供真正的社会效益,”阿南德总结道。 这项对社会效益和商业化的研究是通过一家初创公司Amferia和Chalmers Ventures开始的 通过创业公司Amferia和Chalmers Ventures,研究社会效益和商业化的途径 为了使新材料商业化并使其发现变得有用,科学家们在发表这项研究之前为他们的创新申请了专利。这项专利属于Amferia公司,该公司由该研究的两名科学家马丁·安德森(Martin Andersson)和阿南德·库马尔·拉贾西卡兰(Anand Kumar Rajasekharan)创立,研究人员萨巴·阿特菲耶克塔(Saba Atefyekta)最近在查尔莫斯完成了材料科学博士学位。 目前,阿南德是Amferia公司的首席执行官,他将致力于新材料的应用和公司的发展。 早些时候,Amferia开发了一种抗菌创面贴,该公司因此获得了认可。这个团队开发了这个补丁。目前,Amferia在抗菌创面贴和新型纳米橡胶两方面都有创新。该公司的发展及其获取利润的创新之路目前正在与查尔默斯理工大学(Chalmers University of Technology)的子公司查尔默斯风险投资公司(Chalmers Ventures)合作进行。