冷等离子体及其修饰纳米抗菌纤维材料在杀灭耐药菌中的应用

【作者】 丁呈彪； 刘琦； 何媛媛； 吴征威；

【机构】 中国科学技术大学核科学技术学院等离子体物理与聚变工程系； 安徽医科大学第二附属医院康复医学科；

【摘要】 多重耐药细菌(multidrug resistant bacteria,MRB)甚至一些超级细菌的出现已经成为对公众健康的严重威胁,仅在美国,MRB每年在美国导致数百万人感染和数千人死亡。此外,在过去十年中,已批准的抗生素数量持续大幅减少,这加剧了日益严重的威胁性局面。更为严重的是,这些菌株在社区和医院中日益传播。在众多的耐药菌中,多重耐药金黄色葡萄球菌(Multidrug resistant Staphylococcus aureus,MRSA),MRSA菌株是威胁人类健康的主要问题,导致严重的并发症和高死亡率,故其又被是世界卫生组织分类的威胁人类健康的十二种优先病原体之一,其对头孢菌素、青霉素、氨苄西林、环丙沙星、庆大霉素的耐药性非常常见,因此,迫切需要研究新的治疗策略来应对日益严重的耐药菌。等离子体,是物质的第四种形态,是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质。近些年,冷等离子体的直接作用,诸如杀菌、免疫调节在生物医学中被广泛研究,此外冷等离子体的间接作用,如材料表面改性,也被报道。尽管等离子体已经被报道应用于各种疾病的治疗,但目前其在多重耐药菌领域的研究还甚少。本工作中,我们观察了冷等离子体对于MRSA的直接和间接作用(图1)。直接作用中发现等离子体处理5 min可完全杀灭MRSA (图2)。间接作用表明,MRSA经过冷等离子体处理40 s的短时间处理后改变其药物敏感性,并通过等离子体修饰聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)/壳聚糖(Chitosan,CS)/莫西沙星(MXF)纳米静电纺丝提高抗生素负载效率,可以有效杀灭MRSA (图3)。本研究为杀灭耐药菌提供了新的治疗策略和思路。更多还原