阻断细菌感染的昆虫蛋白显示出医疗植入物的潜力

一种使跳蚤反弹的蛋白质已被用于清除细菌细胞，实验室结果表明该材料具有预防医疗植入物感染的潜力。

这项由澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究人员领导的合作研究发表在《胶体与界面科学进展》上，是首次报道使用由树脂模拟蛋白制成的抗菌涂层来完全阻止细菌附着在表面上。

该研究的主要作者Namita Roy Choudhury教授表示，这一发现是朝着他们创造智能表面的目标迈出的关键一步，该表面可以阻止危险细菌，特别是耐抗生素细菌，如MRSA，在医疗植入物上生长。

“这项工作展示了如何调整这些涂层以有效对抗细菌——不仅在短期内，而且可能在长期内，”她说。

尽管进行了消毒和感染控制，但手术后植入物上经常发现细菌。这些可能会导致需要抗生素的感染，但随着抗生素耐药性变得越来越普遍，需要新的预防措施。Choudhury说：“抗生素耐药性促使人们对自消毒材料和抗菌表面的易制备领域产生了更大的兴趣。”。

“因此，我们设计这种表面是为了完全防止细菌的初始附着和生物膜的形成，以降低感染率。”

Choudhury说，潜在的应用可能包括手术工具、医疗植入物、导管和伤口敷料的喷涂。

Resilin是一种在昆虫中发现的蛋白质，以其非凡的弹性而闻名——它使跳蚤能够在微秒内跳到自身高度的一百倍以上——但它也具有极高的弹性和生物相容性。Choudhury说：“这些特殊的性质和无毒性使树脂和树脂模拟蛋白成为许多需要灵活、耐用材料和涂层的应用的理想选择。”。

“这些应用范围从组织工程和药物输送到柔性电子产品和运动设备，但这是第一篇关于其作为抗菌涂层性能的研究。”

该团队用改变形式的树脂创造了几种形式的涂层，然后在实验室条件下测试了它们与大肠杆菌和人类皮肤细胞的相互作用。

这项研究表明，被称为凝聚层的纳米液滴形式的改变蛋白质在排斥细菌方面是100%有效的，同时仍然与健康的人类细胞很好地结合，这是医疗植入成功的关键部分。

皇家墨尔本理工大学的研究主要作者Nisal Wanasingha博士说，纳米液滴的高表面积使它们特别善于与细菌相互作用和排斥细菌。

他说：“一旦它们接触，涂层就会通过静电力与带负电荷的细菌细胞膜相互作用，破坏它们的完整性，导致细胞内容物泄漏并最终导致细胞死亡。”。Wanasingha说，树脂基涂料不仅在阻止细菌附着在表面方面显示出100%的有效性，而且与传统方法相比还具有几个优势。

他说：“与可能导致耐药性的抗生素不同，树脂蛋白涂层引起的机械破坏可能会阻止细菌建立耐药性机制。”。

“与此同时，resilin的天然来源和生物相容性降低了人体组织中不良反应的风险，并且基于蛋白质，比基于银纳米粒子的替代品更环保。”

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研究合著者Naba Dutta教授表示，树脂蛋白模拟蛋白对刺激和环境变化具有高度反应性，使其具有多种功能。Dutta说：“这些早期结果非常有希望成为帮助改善医院和其他医疗机构感染控制的新方法，但现在需要更多的测试来了解这些涂层如何对抗更广泛的有害细菌。”。

“未来的工作包括在重组合成树脂蛋白模拟物的过程中连接抗菌肽段，并加入额外的抗菌剂以拓宽活性范围。”

这项研究是与ARC纳米级生物光子学卓越中心和澳大利亚核科学技术组织（ANSTO）合作进行的。该团队使用了ANSTO的澳大利亚中子散射中心设施，以及RMIT大学的微纳研究设施和显微镜及微量分析设施。p