圣何塞，加州-研究人员来自IBM和生物工程与纳米技术研究所已经开发出一种抗菌水凝胶，可以突破患病的生物膜，并在接触时完全根除耐药细菌。这种合成水凝胶在加热到体温时自发形成，是有史以来第一个生物可降解、生物相容性和无毒的，使其成为对抗医院工作人员、访客和患者面临的严重健康危害的理想工具。

抗微生物剂传统上用于消毒各种表面，可以在传统的家庭用品中找到，如酒精和漂白剂。然而，事实证明，从工作台面转移到治疗耐药皮肤感染或体内传染病更具有挑战性，因为传统抗生素的效果越来越差，许多家用表面消毒剂不适合生物应用。

IBM研究中心及其合作者开发了一种可重塑的合成抗菌水凝胶，其中90%以上是水，如果商业化，它是理想的应用，如面霜或注射治疗伤口愈合，植入物和导管涂层，皮肤感染，甚至孔口屏障。

微生物生物膜能够在几乎任何组织或表面定植，它是80%的感染中出现的病变细胞的黏附组合，能够持续存在于人体的不同部位，特别是与医疗设备和设备有关的部位。它们在很大程度上导致了医院获得性感染，这是美国五大死亡原因之一，每年的医疗支出高达110亿美元。

尽管有先进的灭菌和无菌技术，与医疗器械相关的感染仍未根除。这部分是由于耐药细菌的发展。

通过对聚合物的精确剪裁，研究人员设计了大分子，这是一种包含大量原子的分子结构，它结合了水溶性、正电荷和生物降解特性。当与水混合并加热至体温时，聚合物会自行组装，膨胀成一种易于操作的合成凝胶。这种非常理想的能力源于产生“分子拉链”效应的自结合相互作用。类似于拉链齿连接在一起的方式，新聚合物上的短段也会互锁，使水基溶液增稠成为可重新成型的柔韧水凝胶。由于它们表现出水溶性聚合物的许多特征，而不是自由溶解，这类材料可以在生理条件下保持原位，同时仍然显示出抗菌活性。

“这是对抗耐药生物膜的一种截然不同的方法。与现代抗生素和水凝胶的能力相比，这种新技术具有巨大的潜力，”IBM研究部高级有机材料科学家James Hedrick说，“这种新技术出现在一个关键时刻，因为传统的化学和生物技术处理耐药细菌和传染病的问题越来越多。”

当应用到被污染的表面时，水凝胶的正电荷会吸引所有带负电荷的微生物膜，就像强大的引力进入黑洞。然而，与大多数针对细菌内部机制来阻止复制的抗生素和水凝胶不同，这种水凝胶通过破坏细胞膜来杀死细菌，阻止任何耐药性的出现。

“由于这些快速变异的微生物感染的致命威胁，以及缺乏对抗超级细菌的新型抗菌药物，我们被迫开发一种更有效的治疗方法。使用我们与IBM共同开发的廉价和多功能聚合物材料，我们现在可以对耐药生物膜发起灵活的、多管共下的攻击，这将有助于改善医疗和健康结果，”新加坡生物工程和纳米技术研究所小组组长Yi-Yan Yang博士说。

IBM的纳米医学聚合物项目——四年前才在IBM的研究实验室开始，使命是改善人类健康——源于几十年来传统上用于半导体技术的材料开发。2022世界杯八强水位分析这一进展将扩大IBM和IBN合作项目的范围，允许科学家们同时追求多种方法来创造材料，以改进医学和药物发现。

这项研究最近发表在同行评审期刊上，《应用化学》．