抗生素是20 世紀最重要的發(fā)明之一,但隨著細菌對其產生耐藥性,其有效性正在急劇下降?,F在,圣路易斯華盛頓大學的研究人員表明,超短激光脈沖可以殺死細菌和病毒,而不傷害人體細胞。
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一些研究表明,多重耐藥“超級細菌”的崛起是一場迫在眉睫的健康危機,到2050 年,每年可能導致多達1000 萬人死亡。我們的最后一道防線開始失效,一些菌株現在對所有使用的抗生素都產生了耐藥性。
盡管新的抗生素一直在被開發(fā)出來,但這只會解決問題。為了打破這個循環(huán),科學家們正在研究其他方法來殺死尚未進化出抵抗力的細菌——物理攻擊,如鋸齒狀材料、合成聚合物、分子鉆、液態(tài)金屬研磨機、毒箭分子和黑磷涂層。
現在我們也許可以將激光器添加到該列表中。華盛頓州的研究人員此前曾探索過超短脈沖激光如何殺死病毒和常見細菌,但在新的研究中,他們研究了超短脈沖激光殺死抗生素耐藥性細菌以及難以殺死的細菌孢子的能力。
該團隊重點研究了兩種特定的超級細菌:多重耐藥金黃色葡萄球菌(MRSA) 和產ESBL 大腸桿菌,它們分別代表革蘭氏陽性和革蘭氏陰性兩大主要細菌類別之一。他們還針對蠟樣芽孢桿菌孢子,這是一種食源性病原體,可以在煮沸或烹飪中存活。
果然,激光脈沖消滅了超過99.9% 的微生物。研究小組表示,這項技術之所以有效,是因為激光激發(fā)了病毒和細菌內部的蛋白質結構,導致它們的一些分子鍵斷裂。由于斷裂的末端幾乎是隨機連接的,因此蛋白質功能會關閉微生物內部并殺死它們。
重要的是,激光脈沖不會傷害人體細胞——研究小組表示,它們需要強大幾個數量級才能對我們構成威脅。這可能使它們成為比刺激性化學品、輻射或熱量更安全的消毒劑替代品。
該研究的主要作者Shaw-Wei Tsen 表示:“超短脈沖激光技術能夠以獨特的方式滅活病原體,同時保留人類蛋白質和細胞?!?“想象一下,如果我們可以在縫合手術傷口之前用激光束掃描它?!?”