金奈米棒可透過加熱細菌來防止植入物感染
當人們接受人工髖關節等植入物時,植入部位有發生感染的風險。 然而,根據一項新的研究,覆蓋一層能殺死細菌的金奈米棒可以防止這種情況發生。新安裝的植入物部位的細菌感染可能非常嚴重,有可能導致併發症,如植入物與骨骼之間的黏合力減弱。 一旦出現這種情況,通常需要進行後續手術,以防止植入物過早失效。
一些研究機構正在研究植入物的抗生素塗層,以使植入物擺脫最初的易感染狀態,但其中一些物質會持續釋放抗生素,而不管植入部位處於何種狀態。 這種濫用藥物的做法會導致細菌產生抗藥性,進而降低抗生素的效果。
這就是金奈米棒的用武之地。由瑞典查爾姆斯理工大學的科學家開發的這種微小物體可以很容易地應用到植入物的表面,並且已經在玻璃表面進行了實驗室測試。 塗抹後,奈米棒之間的間距非常大,總共只覆蓋底層材料的11% 左右。
只要奈米棒不接觸近紅外線,它們就會保持惰性。 然而,當奈米棒受到近紅外線照射時,其外層的電子就會開始移動。 這種反應會產生熱量,從而殺死表面的微生物。 在植入物的情況下,光線可以從外部照射,穿過皮膚和組織到達植入物表面。
重要的是,加熱效應是局部的,對周圍組織的影響很小。 不過,緊鄰加熱棒的一些組織細胞可能會被破壞。 不過科學家相信這不會成為問題,因為少量受影響的細胞會很快被人體再生。
馬丁-安德森(Martin Andersson)教授與博士生瑪雅-烏西塔羅(Maja Uusitalo)共同領導了這項研究。如果你把它們做得稍小或稍大,它們就會吸收錯誤波長的光。 我們希望吸收的光能很好地穿透皮膚和組織。 “
此外,控制近紅外線的強度也很重要,這與產生的熱量相對應。 如果奈米棒的溫度超過120 ºC(248 ºF),該物體就會永久變成球體,無法吸收光線。
一旦這項技術進一步開發,它就能透過定期使用近紅外線來預防手術後幾週內的感染。
最近發表在《奈米通訊》雜誌上的一篇論文介紹了這項研究。