石墨烯材料有助於抵禦骨科植入物上的細菌
引言「根據瑞典哥德堡查爾姆斯技術大學的最新研究結果,在植入手術過程中,類似尖刺排列的石墨烯薄片可以殺死細菌並阻止感染。」
細菌在血液中流動,像血液一樣尋找一個堅固的區域。一旦找到了合適的環境,細菌就開始生長並形成一個稱為生物膜的保護層。
像髖關節和膝關節置換術以及牙種植體的外科植入手術有細菌感染的風險。有時,這會導致植入物無法附著在骨骼上,導致植入物不得不被移除。大多數假體關節感染(PJI)需要手術和藥物治療來治療所導致的關節疼痛。根據美國國立衛生研究院轉發的2014年臨床微生物學評論文章,2009年在美國治療PJI的費用為5.66億美元,預計到2020年將增加一倍多至16.2億美元。
查爾莫斯大學的研究人員最近表明,一層垂直石墨烯薄片可以起到細菌無法附著的保護性表面的作用。細菌不會粘在表面上,而是被細菌和死亡物分開。石墨烯層不會干擾骨結構附著到植入物的能力。
研究人員表示,使用石墨烯薄片塗層植入物可以保護患者免受感染,消除對抗生素治療的需求並減少植入物排斥。研究人員發現,關鍵參數是垂直定向石墨烯。如果它是水平的,細菌就不會受到傷害。
石墨烯薄片不會影響人體細胞,因為人體細胞比細菌大得多。一個細菌測量一個微米,而一個人類細胞測量25微米。
因此石墨烯具有很高的醫療應用潛力。但是在尋找到合適的應用方向之前,仍需要更多深入的研究。除此之外,石墨烯不容易降解,如何尋找到解決這個問題的方法將對其應用有著非常重要的影響。
研究人員還指出,大多數細菌是由石墨烯薄片塗層殺死的,但由於它是局部的,所以體內的微生物平衡不受影響。
「我們希望阻止細菌產生感染。否則,你可能需要抗生素,這可能會破壞正常細菌的平衡,並且還會增加病原體對抗微生物藥物耐藥性的風險,「研究人員Santosh Pandit說。
研究人員希望通過塗覆植入物表面並研究它們對動物細胞的影響來進一步使用石墨烯薄片。
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