摘要:随着医疗科技的长足进展,各式各样的植入物逐渐普及,从心脏起搏器到人工关节,患者的生活质量是大大提高了。然而,以为植入个起搏器、换个关节就万事大吉,从此“钢铁之躯”不怕了?等等,那些看不见的“超级细菌”可不答应!它们专爱在这些高精尖的医疗植入物上“安营扎寨”,引
随着医疗科技的长足进展,各式各样的植入物逐渐普及,从心脏起搏器到人工关节,患者的生活质量是大大提高了。然而,以为植入个起搏器、换个关节就万事大吉,从此“钢铁之躯”不怕了?等等,那些看不见的“超级细菌”可不答应!它们专爱在这些高精尖的医疗植入物上“安营扎寨”,引发感染,让人头疼不已。尤其像金黄色葡萄球菌这类臭名昭著的耐药菌,即使经过消毒也难以完全杜绝,术后常常需要大剂量的抗生素治疗。
不过别愁,科学家们最近从不起眼的小虫子身上,找到了一种全新的“防御盔甲”!《胶体与界面科学进展》(Advances in Colloid and Interface Science)期刊上就介绍了这么一种神奇涂层,能设下“甜蜜陷阱”,让细菌自投罗网,然后原地死亡!
来自澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT)的研究团队,干了件大事儿:他们从昆虫体内提取了一种叫做“弹性蛋白”的物质,巧手改造一番,变成了好几种不同形态的涂层。然后在实验室里,仔仔细细地观察了这些涂层跟细菌、还有咱们人类皮肤细胞是怎么“互动”的。
弹性蛋白,光听名字就知道它有多“Q 弹”。你想想,小小的跳蚤为什么能一蹦老高,轻松完成“百倍身高跳远”的壮举?全靠它体内这种弹性惊人的蛋白质!科学家们正是看中了它的这种超级弹性和对人体细胞的“亲和力”(也就是生物相容性好),使得它成为了抗菌涂层材料的理想选择。
实验结果怎么样呢?用纳米液滴形式存在的凝聚体(coacervate)改造后的弹性蛋白,表现简直“A 爆了”!它不仅能跟咱们健康的人体细胞“和平共处”,打成一片,还能有效地把细菌“拒之门外”——这对于医疗植入物来说,简直是救星啊!
这涂层是怎么发挥作用的呢?其实它是个聪明的“设陷者”加“终结者”。首先,咱们得知道细菌为什么总爱在植入物上“惹事生非”。当医疗植入物进入我们的身体后,很快就会被我们体内的蛋白质等物质覆盖,形成一层薄薄的生物膜。就像游泳池壁时间久了会变得滑溜溜,或者河里石头表面那层黏糊糊的东西,那些其实都是细菌抱团形成的“聚居地”(专业上叫生物膜),细菌就喜欢在这种表面安家落户、繁衍生息。
而这种新型弹性蛋白涂层,穿着一件带正电荷的“马甲”。与此同时,绝大多数有害细菌的“外衣”(细胞膜)恰好是带负电荷的。于是,奇妙的事情发生了:当带负电的细菌晃晃悠悠地靠近这个带正电的涂层时,就像磁铁的异极相吸,细菌会被一股强大的静电力牢牢地“拽”过去,主动“献身”到涂层表面。这可不是让它们脚滑溜走,而是精准“诱捕”!
一旦细菌被“热情拥抱”并固定在涂层上,真正的“杀招”才开始。这种强烈的正负电荷相互作用,会像一双无形的大手,粗暴地撕扯细菌的细胞膜,破坏其结构的完整性。你可以想象细菌的“城墙”被瞬间攻破,内部重要的“家当”(细胞内容物)哗啦啦地往外泄漏,最终走向“阵亡”的命运。
(4,000 倍电子显微镜下,改造后的凝聚体弹性蛋白形成的抗菌表面涂层)
“弹性蛋白对各种刺激和环境变化都特别敏感,所以能玩出很多花样,”该研究作者之一的纳巴·杜塔(Naba Dutta)教授在该校官网的新闻稿中总结道:“这些初步结果看着就让人兴奋,很可能为医院和其他医疗机构的感染控制,开辟一条新路子。”
其实,昆虫界堪称一个巨大的“天然药房”,人类从中“淘宝”也不是一天两天了:
“蜂”狂的馈赠: 蜜蜂不仅产蜜,它们的毒液里还藏着一种叫“蜂毒肽”的好东西。这玩意儿虽然名字听着有点“毒”,但在抗炎、镇痛甚至对抗肿瘤方面,都表现出了惊人的潜力,简直是“以毒攻毒”的典范。“小强”的逆袭: 说到“康复新液”这个术后恢复、创面愈合的常用药,你可能想不到,它的核心成分,竟然来自我们避之不及的“小强”——美洲大蠊!没想到吧,打不死的蟑螂也有“治病救人”的高光时刻。
除了这些,科学家们还从各种昆虫的“血液”(免疫血淋巴)中找到了不少宝贝,比如凝集素、免疫蛋白、免疫肽等,这些都是对抗细菌、病毒甚至肿瘤细胞的“特种兵”。
所以啊,下次再看到虫子,先别急着一脚踩下去,说不定它身上就藏着解决未来医学难题的“金钥匙”呢!
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0001868625001411?via=ihub来源:科学声音一点号