近日,一项由挪威卑尔根大学、澳大利亚昆士兰医学研究院贝格霍夫研究所及弗林德斯大学共同主导的研究取得重要进展:通过向普通醋中添加含钴的碳基纳米颗粒,显着提升了其杀菌能力,可有效对抗多种耐药细菌,为全球抗药性细菌感染问题提供了新的解决方案。

据统计,全球每年因细菌抗药性导致的死亡人数高达约450万,其中许多患者本身患有糖尿病、癌症等慢性疾病,感染进一步加剧了健康风险。由于新型抗生素研发缓慢,科学家转向利用纳米材料开发新型抗菌剂。
研究团队合成了一种“钴掺杂碳量子点(Co-CQDs)”纳米颗粒,将其与醋酸结合。实验显示,在弱酸性环境中,该制剂仅需每毫升38微克的极低剂量,即可有效杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、大肠杆菌等多种常见耐药菌。而在中性环境下,达到同等效果则需更高剂量。
醋酸本身具有消毒作用,但杀菌范围有限。研究人员发现,醋酸能破坏细菌渗透压,使其细胞膨胀,加速纳米颗粒进入菌体并产生活性氧,进而导致细菌破裂。此外,Co-CQDs还可干扰细菌的呼吸与蛋白质合成过程。
在安全性实验中,该抗菌剂对人类成纤维细胞显示出95%以上的存活率,且撤除醋酸后细胞可恢复增殖。小鼠感染模型实验也证实,经该制剂治疗后,伤口愈合速度与未感染组相当,小鼠体重未出现明显波动。
研究人员表示,这一技术未来可应用于手术缝线、骨科植入物等医疗器械,预防院内感染,也可单独或与现有抗生素联用,应对耐药菌威胁。弗林德斯大学生物学家亚当·特鲁斯科维茨博士指出:“纳米颗粒能精准攻击细菌而不伤人体细胞,且在小鼠实验中已证实可有效清除感染并促进愈合。”
这项成果已于今年9月发布于《ACS Nano》期刊。