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石墨烯尖峰杀死植入物的细菌并停止感染

时间:2021-11-24 13:55:14 来源:

垂直石墨烯薄片形成保护表面,这使得细菌不可能附着。相反,细菌被锋利的石墨烯片脱落并杀死。人体细胞的体积通常为15,000倍。因此,什么构成了对细菌的致命刀攻击,因此只有人类细胞的微小划痕。因此,具有一层石墨烯片的涂层植入物可以帮助患者免受感染,消除抗生素治疗的需要,降低植入物排斥的风险。骨整合 - 骨骼结构生长以附着植入物的过程 - 没有受到干扰。实际上,石墨烯已被证明是有益于骨细胞。插图:Yen Strandqvist / Chalmers理工大学

一层微小的石墨烯薄片成为致命的武器,杀死细菌,在植入手术等程序中停止感染。这是Chalmers Technology,瑞典的新研究结果,最近在科学期刊高级材料界面上发表。

近年来,髋关节和膝关节或牙科植入物等手术植入物的操作增加。然而,在这些程序中,总有细菌感染的风险。在最坏的情况下,这可能导致植入物不附加到骨架,这意味着必须删除它。

细菌在液体中行进,如血液,寻找一个粘接的表面。一旦到位,它们开始生长和繁殖,形成保护层,称为生物膜。

Chalmers的一支研究团队现在表明,一层垂直石墨烯片形成保护表面,使得细菌不可能附着。相反,细菌被锋利的石墨烯片脱落并杀死。因此,具有一层石墨烯片的涂层植入物可以帮助患者免受感染,消除抗生素治疗的需要,降低植入物排斥的风险。骨整合 - 骨骼结构生长以附着植入物的过程尚未受到干扰。实际上,石墨烯已被证明是有益于骨细胞。

石墨烯的垂直薄片不是一种新发明。但是Chalmers研究团队是第一个使用垂直石墨烯杀死细菌的人。下一步将进一步测试石墨烯片,通过涂覆植入表面并研究对动物细胞的影响。Johan Bodell / Chalmers理工大学

Chalmers University是石墨烯研究领域的领导者,但在几年前,生物学应用并未开始实现。研究人员在早期研究中看到了相互冲突的结果。有些人表明石墨烯损坏了细菌,其他人不会受到影响。

“我们发现关键参数是垂直定向石墨烯。如果它是水平的,细菌并没有受到伤害“Ivan Mijakovic,生物学和生物工程系教授。

锋利的薄片不会损害人类细胞。原因简单:一个细菌是一千分钟 - 直径千分之一,而人体细胞是25微米。因此,什么构成了对细菌的致命刀攻击,因此只有人类细胞的微小划痕。

“石墨烯具有高潜力的健康应用。但是,在我们宣称完全安全之前,需要更多的研究。除此之外,我们知道石墨烯没有轻易降解“微型技术和纳米科学部副教授杰太阳说。

石墨烯也杀死了好的细菌。但这不是问题,因为效果是本地化的,身体中微生物的平衡仍然不受干扰。

“我们希望预防细菌产生感染。否则,您可能需要抗生素,这可能会破坏正常细菌的平衡,并且还提高病原体抗微生物抗性的风险“,生物学和生物工程的博物馆。

石墨烯的垂直薄片不是一种新发明,存在几年。但是Chalmers研究团队是先用这种方式使用垂直石墨烯的研究团队。研究团队的下一步将是通过涂覆植入表面并研究对动物细胞的影响来测试石墨烯薄片。

在这项研究中,Chalmers与Montpect Healthcare合作,该公司制造导管和其他医疗器械。他们现在将继续第二项研究。

该项目由Vinnova(瑞典政府机构)资助,并在先进的材料界面上发表:“垂直对齐的石墨烯涂层是杀菌的并且防止细菌生物膜的形成”

出版物:Santosh Pandit等,“垂直对齐的石墨烯涂层是杀菌的,防止细菌生物膜的形成,”2018年先进的材料; DOI:10.1002 / ADMI.201701331


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