布朗大學(xué)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種新的響應(yīng)材料，該材料只有在存在病原菌時(shí)才能釋放封裝的貨物。這種材料可用于制造對迅速蔓延的感染做出快速反應(yīng)的傷口敷料，但只能按需提供藥物。

研究人員說，面對全球抗生素耐藥性危機(jī)，這一發(fā)展尤其重要，因?yàn)檫@種材料可以幫助對抗感染，同時(shí)也解決耐藥性問題。

“我們開發(fā)了一種細(xì)菌觸發(fā)的智能藥物輸送系統(tǒng)，”領(lǐng)導(dǎo)該材料開發(fā)的布朗工程學(xué)院副教授AnitaShukla說。“我們的假設(shè)是，像這樣的技術(shù)可以減少有效治療所需的藥物量，也可以減少副作用和耐藥性的可能性。”

ACSAppliedMaterialsandInterfaces雜志上描述了這種新材料，它是一種水凝膠——一種水合聚合物網(wǎng)絡(luò)。水凝膠具有高度的生物相容性，可用于封裝一系列納米顆?；蛐》肿又委焺?。它們通常用于傷口敷料。“智能”或響應(yīng)性水凝膠正在成為有前途的藥物輸送平臺。它們可以對局部環(huán)境做出反應(yīng)——根據(jù)溫度、pH值或其他因素加速或減緩藥物的釋放。

對于這種新材料，Shukla和她的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種對β-內(nèi)酰胺酶敏感的水凝膠，β-內(nèi)酰胺酶是由多種有害細(xì)菌釋放的一類酶。β-內(nèi)酰胺酶的存在會導(dǎo)致材料的交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)降解，釋放其中的治療性納米顆粒。

“有趣的是，β-內(nèi)酰胺酶實(shí)際上是抗生素耐藥性的主要原因，因?yàn)樗鼈儠茐?beta;-內(nèi)酰胺抗生素，這是我們最常用的一些抗生素，”舒克拉說。“但我們已經(jīng)采用了這種細(xì)菌防御機(jī)制并將其用于對抗細(xì)菌。”

在一系列實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中，Shukla和布朗研究生團(tuán)隊(duì)表明，這種材料確實(shí)對β-內(nèi)酰胺酶敏感，只有在存在β-內(nèi)酰胺酶或產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶的細(xì)菌時(shí)才會釋放納米顆粒貨物。否則，該材料會將其貨物密封起來。該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)開發(fā)和測試這種材料，最終在臨床環(huán)境中作為一種可以應(yīng)對緊急感染的傷口敷料。

“我們認(rèn)為這確實(shí)有可能轉(zhuǎn)化為臨床，”舒克拉說。“我們正在繼續(xù)朝著這個(gè)方向努力。”

該研究的其他作者是布朗生物醫(yī)學(xué)工程中心的DahliaAlkekhia和CassiLaRose。