一种赋予跳蚤弹性的蛋白质已被用于驱逐细菌细胞，实验室结果表明该材料在防止医疗植入物感染方面具有潜力。
这项由澳大利亚RMIT大学领导的研究发表在《胶体与界面科学进展》上，首次报道了使用类似弹性蛋白的蛋白质制成的抗菌涂层，能够完全阻止细菌附着在表面。
研究的主要作者Namita Roy Choudhury教授表示，这一发现是朝着他们创建智能表面以阻止危险细菌（尤其是耐药菌如MRSA）在医疗植入物上生长的目标迈出的关键一步。
“这项工作展示了这些涂层如何有效地对抗细菌——不仅是在短期内，而且可能在长期内。”她说。
尽管进行了消毒和感染控制，但在手术后植入物上仍常发现细菌。这可能导致需要抗生素治疗的感染，但随着抗生素耐药性变得越来越普遍，需要新的预防措施。
“抗生素耐药性促使人们对自灭菌材料和易于制备的抗菌表面产生了更大的兴趣。”Choudhury说。
“因此，我们设计了这种表面，以完全防止细菌的初始附着和生物膜形成，从而降低感染率。”
Choudhury表示，潜在应用包括外科工具、医疗植入物、导管和伤口敷料的喷涂涂层。
弹性蛋白来救援
弹性蛋白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高度的一百倍以上——但它也非常坚韧且生物相容。
“这些卓越的性能和无毒性质使弹性蛋白和类似弹性蛋白的蛋白质成为许多需要柔性、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递送，到柔性电子设备和运动器材，但这是首次发表关于其作为抗菌涂层性能的研究。”
研究团队用改变形式的弹性蛋白制成了几种涂层，并在实验室条件下测试了它们与大肠杆菌和人体皮肤细胞的相互作用。
研究表明，纳米液滴形式的改变蛋白质（称为共聚体）在排斥细菌方面100%有效，同时还能很好地与健康的人体细胞结合，这是医疗植入物成功的关键部分。
来自RMIT大学的研究主要作者Nisal Wanasingha博士表示，纳米液滴的高表面积使其特别擅长与细菌相互作用并排斥它们。
“一旦接触，涂层通过静电作用与带负电荷的细菌细胞膜相互作用，破坏其完整性，导致细胞内容物泄漏并最终导致细胞死亡。”他说。
Wanasingha表示，基于弹性蛋白的涂层不仅在阻止细菌附着在表面上显示了100%的有效性，而且与传统方法相比还具有几个优势。
“与抗生素不同，抗生素可能导致耐药性，而弹性蛋白涂层引起的机械破坏可能防止细菌建立耐药机制。”他说。
“与此同时，弹性蛋白的天然来源和生物相容性降低了人体组织不良反应的风险，而且由于是蛋白质基质，比基于银纳米颗粒的替代品更环保。”
下一步
研究合著者Naba Dutta教授表示，类似弹性蛋白的蛋白质对刺激和环境变化非常敏感，使其可能适用于多种功能。
“这些早期结果作为一种新的方法来帮助改善医院和其他医疗环境中的感染控制非常有希望，但现在需要更多的测试来观察这些涂层对更广泛的有害细菌的效果。”Dutta说。
“未来的工作包括在重组合成过程中添加抗菌肽段，并加入额外的抗菌剂以扩大活性谱。”
从实验室研究过渡到临床使用将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，并开发经济实惠的生产方法以实现广泛分布，他补充道。
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