智能繃帶會改變顏色以指示感染並與之抗爭
細菌對抗生素的耐藥性是快速發展的,要弄清特定的感染是否具有耐藥性需要時間。現在,中國科學院的研究人員開發了一種智能繃帶,該繃帶會改變顏色,以表示存在耐藥性或藥物敏感性細菌。然後可以觸發它釋放抗生素或其他化學物質以殺死病原體。
當繃帶貼到傷口上時,顏色一開始是綠色的。如果它檢測到仍然對抗生素敏感的細菌,將在大約四個小時的時間內變黃,如果檢測到耐藥細菌,它將變成紅色。
通過將化學藥品裝入繃帶中,可以實現這種變色機制。致病細菌通常會為其自身創造更多的酸性環境,因此繃帶包含一個簡單的pH指示劑,如果周圍存在這些病原體,它們會改變顏色。同時,化學硝化甘油感測到一種稱為β-內酰胺酶的酶時會變成紅色,這種酶是由耐藥菌成群時產生的。
這樣一來,醫生和患者就可以輕鬆查看自己正在處理的傷口並根據需要做出響應,它可以節省不需要時使用的抗生素(這其實也是為什麼耐藥性如此普遍的原因),還可以指示何時使用其他方法。
繃帶本身也內置了其中一些治療方法。抗生素氨芐青黴素被加載到納米材料中,該納米材料在細菌感染的酸性條件下會溶解,釋放出藥物並殺死它們。
當然,這對抗生素有抵抗力的細菌無效,但是對於它們而言,這種繃帶還隱藏了第二次攻擊。繃帶中還裝有一種材料,該材料對光敏感,會釋放活性氧(ROS)。眾所周知,這些分子會對微生物造成高度破壞,造成直接殺傷或至少削弱它們再讓抗生素將它們清除掉。
該團隊在感染了藥物敏感性或耐藥性大腸桿菌的小鼠中測試了該概念。他們發現繃帶如期改變了顏色,並有效殺死了兩種細菌。
儘管這只是現階段在小鼠中測試過的概念證明,但研究人員表示,由於繃帶本身主要是紙製的,因此可以相對容易且廉價地擴展到臨床上。它還減少了通常需要耗時的過程來診斷感染,並確定它們是否具有耐藥性,並減慢了耐藥性的傳播速度。
這項新研究發表在《 ACS Central Science》雜誌上。