用益生菌发电的绷带可以发电对抗感染

R＆DWORLD

一种新型可穿戴微生物燃料电池技术,以降低伤口感染的风险。纽约州立大学宾翰顿大学(纽约州立大学)的研究成果,生活调味品也利用了形成孢子的细菌枯草芽孢杆菌一种益生菌,是日本大豆发酵盘中的主要微生物。通过将这种有益的细菌融入可穿戴的微生物燃料电池中,这种调味品不仅能产生电来刺激愈合,而且还能产生抗菌剂来对抗感染。这一二击,从伤口本身的渗出物中吸取力量,提供了一种替代传统包扎剂的方法,解决了人们日益关注的抗生素耐药性和生物膜的问题。化妆品的机制破坏了这种生物膜,同时保持了平衡的皮肤微生物群,避免了局部抗生素破坏皮肤上有益的微生物的陷阱。

研究结果发表于 应用材料和接口 .

它是如何运作的

这种化妆品是建立在可穿戴的微纤维素(MFC)平台上的,通过使用 枯草芽孢杆菌 内孢子作为生物催化剂。当与伤口渗出物接触时,内生孢子产生电。这种电有双重用途:第一,它有助于细菌生产抗菌化合物,帮助他们抵抗感染。其次,电刺激本身会破坏有害细菌的细胞膜,促进伤口更快愈合。新闻稿指出,"电流似乎破坏了感染微生物的细胞完整性,并刺激愈合。""

"我们有非常[有益]的皮肤细菌,可以促进系统的免疫防御。当你有伤口时,这种皮肤细菌有助于愈合。研究人员通过将氧化铜和氧化锡纳米颗粒添加到携带孢子的细菌中,提高了配药的有效性。这种添加不仅提高了调味品的发电能力,而且增强了其抗菌性能。

"问题是,这种环境对于病原体入侵是完美的,因为它营养丰富,潮湿,温暖,"崔说。"当它们开始形成生物膜时,很难根除这些病原体,而且伤口愈合过程可以延长,有时会延长一年或更长时间。"

"我们不清楚这种电刺激是如何治疗伤口感染的,"崔承认。"一种猜测是,细菌细胞的膜被破坏了,但电刺激的类型、持续时间的长短或使其有效的频率是我们需要进一步研究的。"

两位博士学生玛里亚姆·雷扎伊和萨拉·拉菲伊参与了这项研究。

设计和效果

化妆品的框架特点是一个导电水凝胶嵌入在纸张衬底,确保细胞的稳定性和维持潮湿的环境以支持愈合。在实验室测试中,这种先进的创面敷料对三种主要的创面病原体有显著的作用:铜绿假单胞菌、大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌。

调味料也支持长期储存,因为 枯草芽孢杆菌 内孔在伤口环境激活之前一直处于休眠状态。

由于使用可生物降解的造纸电子设备制造,这类服装也是可持续的。

无限抗菌生产:只要伤口渗出物提供营养,细菌就会持续产生抗菌剂,为感染提供持续的防御。这种自动力的、随需应变的生产超越了依赖有限抗菌剂储存的传统调味料的局限性。

虽然在模拟人体皮肤和猪皮肤试验中观察到了有希望的结果,但在人类试验开始之前还需要进一步的研究。研究人员指出,未来的研究将侧重于优化电刺激参数,包括持续时间和频率,以提高愈合效果。