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        一种使跳蚤具有弹跳功能的蛋白质已被用于排出细菌细胞，实验室结果表明该材料具有预防医疗植入物感染的潜力。

         由澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究人员领导的合作研究是首次报道使用由 resilin-mimetic 蛋白制成的抗菌涂层来完全阻止细菌附着在表面上。

         研究的主要作者 Namita Roy Choudhury 教授表示，这一发现是迈向他们的目标是创造智能表面，阻止危险细菌，尤其是像 MRSA 这样的抗生素耐药细菌，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。

         细菌经常出现在手术后的植入物上，尽管进行了消毒和感染控制。 这些可能导致需要抗生素的感染，但需要抗生素耐药性变得越来越普遍，需要新的预防措施。

         “抗生素耐药性促使人们对自消毒材料和易于制备抗菌表面领域产生更大的兴趣，”Choudhury 说。

         “因此，我们设计了这个表面，以完全防止细菌的初始附着和生物膜的形成，从而降低感染率。”

         Choudhury 表示，潜在应用可能包括手术工具、医疗的喷涂涂层植入物、导管和伤口敷料。

         Resilin 来救援

         Resilin 是一种在昆虫中发现的蛋白质，以其卓越的弹性而闻名——它使跳蚤能够在微秒内跳跃超过自身身高的一百倍——但它也具有极强的弹性和生物相容性。

        “这些卓越的特性和无毒的特性使 resilin 和 resilin-mimetic 蛋白成为许多需要柔性、耐用材料和涂层的应用的理想选择，”Choudhury 说。

        “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器材，但这是首次发表关于其作为抗菌涂层性能的研究。”

         该团队用改变形式的 resilin 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。

         该研究表明，称为凝聚物的纳米液滴形式的改变蛋白质如何 100% 有效地排斥细菌，同时仍能与健康的人体细胞很好地结合，这是医疗植入物成功的关键部分。 来自 RMIT 的

         研究的主要作者 Nisal Wanasingha 博士表示，纳米液滴的高表面积使它们特别擅长与细菌相互作用和排斥细菌。

         “一旦它们接触，涂层就会通过静电力与带负电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泄漏死亡，“他说。

         Wanasingha 表示，基于 resilin 的涂层不仅在阻止细菌附着到表面方面显示出 100% 的有效性，而且与传统方法相比，它还具有多项优势。

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

         “同时，resilin 的天然来源和生物相容性降低了不良风险人体组织中的反应和基于蛋白质的反应比基于银纳米颗粒的替代品更环保。

         下一步

         研究的合著者 Naba Dutta 教授表示，resilin 模拟蛋白对其环境的刺激和变化高度敏感，使其有可能针对许多功能进行调整。

         “这些早期结果非常有希望，作为帮助改善医院和其他医疗机构感染控制的新方法，但现在更多的测试是需要了解这些涂层如何对抗更广泛的有害细菌，“Dutta 说。

         “未来的工作包括在 resilin-mimics 的重组合成过程中连接抗菌肽片段，并加入额外的抗菌剂以扩大活性范围。”

         从实验室研究过渡到临床使用需要确保配方的稳定性和可扩展性，进行广泛的安全性和有效性试验，同时开发经济实惠的产品他补充说，生产方法进行广泛分发。

         该研究是与 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，以及皇家墨尔本理工大学的微纳研究设施以及显微镜和微分析设施。

         这项工作由澳大利亚印度战略研究基金、澳大利亚研究所资助核科学与工程补充研究生研究奖 （PGRA），并得到澳大利亚研究委员会的支持。