耐藥性細菌和真菌目前已成為醫學難題,許多常規手段(如抗生素治療)對這些耐藥菌無效。醫學界也不斷在研發新治療手段以應對這一日益嚴重挑戰。

最近科學家發現一種叫黑磷的材料,可以高效殺滅耐藥菌。它的殺菌方法是,當其分解時會氧化細菌和真菌細胞表面,在這一氧化過程中,細菌和真菌會撕裂從而被殺死。

「找到一種可以同時預防細菌和真菌感染的材料是一項重大進步。」澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT)的研究人員亞倫·埃爾本(Aaron Elbourne)博士說:「這些病原體造成巨大健康負擔,並且隨著耐藥性持續增長,我們治療這些感染變得越來越困難。」

聯合國、國際機構和有關專家曾於2019年4月29日聯合發佈一份報告稱,如果不採取行動,到2050年,耐藥性疾病每年可導致1000萬人死亡。

黑磷殺菌特性新發現讓科學家很振奮。

在研究這種材料時,埃爾本和同事利用黑磷納米(一納米等於百萬分之一毫米)薄層來測試該材料殺滅五種常見細菌菌株(包括大腸桿菌和耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(MRSA))以及五種真菌(包括金黃色念珠菌)的有效性。

在短短兩個小時內,多達99%的細菌和真菌細胞被黑磷破壞。

而且在這一過程中,黑磷開始自我降解,並在24小時內降解完畢,這個特性預示著黑磷不會在人體內累積。

有趣的是,當初研究黑磷這一材料的目的是為了將其應用於未來的電子產品-節能晶體管,這一發現將使黑磷在醫學上也能發揮重要作用。

RMIT工程學院研究員蘇梅特·瓦利亞(Sumeet Walia)博士說:「黑磷在氧氣下會分解的特性在電子設備上是巨大問題,有時我們必須很艱難的通過縝密的工程技術來克服這些困難。」

「但事實證明,容易被氧氣降解的材料非常適合殺死微生物,這正是從事抗菌技術研究科學家一直在尋找的東西。所以我們的難題成為他們的解決方案。」

圖為塊狀正交六方黑磷3d結構,單層為磷光體或2D膦(Nickclark/維基百科)
圖為塊狀正交六方黑磷3d結構,單層為磷光體或2D膦(Nickclark/維基百科)

另外黑磷是一種類似於石墨的磷,具有層狀晶體結構,其可以用機械方法剝離成原子層厚度。這也使它有能力成為迄今為止最薄抗菌塗層之一,可應用於超薄傷口敷料或成為植入物。#

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