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纳米材料

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抗微生物磁机组生产生物膜的短处

27 Apr 2019 IsabelleDumé.
汽车去除生物膜
汽车从培养皿中取出生物膜,具有微观精度,如他们在某种模式中清除细菌的方式所示。荧光显微镜证实,从汽车 - “漂流”表面完全除去细菌。信用:Hwang等人。,SCI。机器人。 4,eaaw2388 2019

磁性机器人可用于杀死,降解和从各种牙科和实验室表面中取出生物膜。由宾夕法尼亚州大学的研究人员跨学科团队开发的设备可能有助于反对持续抗生素的生物膜感染和医疗设备的生物污染。

生物膜由包封在聚合物物质保护基质中的细菌细胞的社区组成。它们粘附在身体内的各种表面 - 它们可以导致感染和其他并发症 - 或在非生物结构上,例如导管和植入物。生物膜是复杂且机械稳定的支架,可抵抗抗菌治疗,所以除去它们是一个重要的挑战 - 特别是我们接近后抗生素时代,说 炫k牙科医学学院,谁将这项研究努力与众不同 爱德华稳定工程学院与应用科学.

问题是,由于两个原因,目前的抗微生物技术在很大程度上是无效的。首先,他们没有解决与耐药相关的生物膜的结构和生物学特性,说。第二是生物膜可以在表面上迅速重新建立自己并重新保持握住。

“终止 - 删除和删除”方法

由于催化抗微生物机器人(汽车),由Koo和Stereger的团队开发的新的“杀戮降级和删除”方法涉及这些问题。这些生物喂d平台由磁性氧化铁纳米颗粒悬浮在过氧化氢和酶的溶液中,它们在现场产生的自由基分解生物膜基质,因此更有效地杀死细菌。一旦被摧毁,通过施加外部磁场使细菌生物量碎片“犁过”,因此生物膜不能再生。

研究人员表示,他们可以将他们的汽车扫过大至150毫米的表面区域或将它们引导过明确定义的途径,以局部去除具有微观精度的局部细菌,同时留下周围的域完好无损。例如,这可能有用,例如“去除生物膜而不损坏附近的宿主组织或在特定病理位点上的生物膜来样,以鉴定微生物组合物”它们解释。

到达难以接入的区域

Penn团队还设计了由含有磁性纳米颗粒的3D模塑软琼脂组成的第二种类型,其可以从更复杂的结构中除去生物膜,如圆柱形管的弯曲壁或牙齿上的硬进入区域。实际上,这些装置甚至能够瞄准牙齿最难以达到的牙齿 - 峡部(生物膜 - 牙科斑块的根流管之间的狭窄通道–经常抓住)。在这些情况下,汽车“钻”虽然生物膜堵塞,同时同时在它们内杀死细菌。

“生物膜的现有治疗是无效的,因为它们不能同时降解保护基质,杀死嵌入的细菌,并且物理地除去生物降解的产品,”Koo说。 “这些机器人可以非常有效地完成所有三个,留下任何痕迹的生物膜。”

报告了该研究的完整细节 科学机器人.

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者