研究小组开发了旨在阻止耐药细菌传播的表面

抗生素耐药性细菌感染正在成为一个重大的社会挑战。为了解决这个问题，研究人员正在研究在不增加耐药性的情况下杀死细菌的新药，以及防止细菌生物膜形成的新材料。后者是耐药变体的来源，但众所周知难以清除

最近，波兰科学院物理化学研究所的研究人员发现，使表面起伏有助于限制耐药菌的传播。

全球抗生素的过度使用大大加快了耐药菌的发展，耐药菌正在全球范围内迅速传播，并取代了抗生素敏感菌。许多常见的致病菌菌株现在对多种抗生素具有耐药性，因此必须找到对抗细菌感染的新方法

为了寻找限制不需要的耐药细菌生长的方法，Dioscuri细菌物理和化学中心IPC PAS的研究人员检查了抗生素敏感和抗生素耐药大肠杆菌在不同表面上的行为。研究人员希望，更好地了解这些细菌种群是如何生长的，将有助于开发新型抗菌涂层，防止耐药性的出现

在自然界和人体中，细菌通常形成紧密结合、表面附着的群落，称为生物膜。生物膜中的细菌部分受到抗生素的保护，抗生素由于其致密的结构而无法穿透生物膜。正如格言“不会杀死你的东西会让你更强壮”所说，这鼓励了生物膜中自发出现的抗生素耐药性细菌的进化

在抗生素暴露后，如在感染期间，一些最初出现的耐药细菌开始繁殖，因为抗生素无法杀死它们。如果这个过程发生在平坦表面上生长的生物膜中，例如导尿管的生物膜，没有什么能阻止耐药细菌传播并最终接管敏感细菌。

IPC PAS的研究人员现在已经证明，可以通过使表面波纹状来阻止这个过程。在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中，他们表明，即使是比生物膜厚度小得多的微小表面波动，也足以限制抗性突变体向生物膜内微小“扇区”的传播

Bartłomiej Wacł; aw博士领导的团队在微流体设备中生长细菌生物膜，该设备由具有正弦函数形状的波纹底面的微观腔室组成。每个腔室都被一个生物膜占据，生物膜由两种不同的细菌组成，敏感细菌和抗性细菌最初混合在一起

暴露于抗生素后，耐药细菌开始比敏感细菌生长得更快。然而，与平底室中发生的情况相反，耐药细菌并没有取代波纹室中的敏感细菌。相反，耐药细菌仍然局限于位于波纹图案口袋内的小部分

“我们的研究结果表明，生物膜中的细菌种群动态可以通过操纵表面几何形状来控制。我们已经专门针对抗生素耐药性突变体证明了这一点，这对医学有潜在的有趣意义。已经对图案表面的抗生物膜形成潜力进行了研究。我们的研究为使用这种表面提供了另一个理由——它们还可以防止耐药性细菌的传播，”Wacław博士说

然而，Waclaw博士强调，现在说他的团队进行的基础研究是否会转化为实际应用还为时过早。然而，他指出，“虽然这种方法肯定不会消除抗生素耐药性的问题，但它可能有助于降低住院患者治疗失败的风险。这类患者经常被插管，这会带来感染医院抗生素耐药性菌株的重大风险。减缓这类细菌的传播可能意味着一些患者的生死攸关。”

他指出：“可以利用类似的效果来稳定废水处理、生物燃料生产等工业过程中使用的微生物群落。”