摘要：澳大利亚的科学家基于Resilin的超弹性蛋白质开发了一种智能的细菌涂层，从而赋予跳蚤的传奇性跳跃能力。当应用于医疗植入物或外科手术工具等表面时，工程固定蛋白会形成纳米滴虫，它们会在物理上破坏细菌细胞，包括MRSA等抗生素抗性菌株，而不会损害人体组织。在实验室测试中，涂层在防止细菌粘附和形成生物膜时有效100％，这是手术后感染的关键原因。...

一种使跳蚤反弹的蛋白质已被用来启动细菌细胞，实验室结果表明了材料预防医疗植入物感染的潜力。

由澳大利亚RMIT大学研究人员领导的合作研究是首次报道了用溶质蛋白模仿蛋白制成的抗菌涂层，以完全阻断细菌的附着在表面上。

研究首席作者纳米塔·罗伊·乔杜里（Namita Roy Choudhury）说，这一发现是朝着创造智能表面的目标迈出的关键一步，以阻止危险细菌，尤其是抗抗生素耐药细菌，例如MRSA，例如在医疗植入物上生长。

她说：“这项工作表明了如何调整这些涂层以有效地与细菌作斗争 - 不仅在短期内，而且很长一段时间内。”

尽管进行了灭菌和感染对照，但在手术后经常发现细菌。这些可能导致需要抗生素的感染，但是随着抗生素耐药性变得越来越普遍，需要采取新的预防措施。

Choudhury说：“抗生素耐药性引起了人们对自助材料领域的更大兴趣，并容易制备抗菌表面。”

“因此，我们设计了该表面，以完全防止细菌和生物膜形成的初始附着，以降低感染率。”

Choudhury表示，潜在的应用可能包括用于手术工具，医疗植入物，导管和伤口敷料的喷涂涂料。

恢复营救

Resilin是一种在昆虫中发现的蛋白质，以其显着的弹性而闻名 - 它使跳蚤可以在微秒内高出100倍以上的高度 - 但它也非常有弹性和生物相容性。

Choudhury说：“这些异常的特性和无毒的性质使溶酶素和溶酶素模仿蛋白非常适合许多需要灵活，耐用材料和涂料的应用。”

“这些应用从组织工程和药物输送到灵活的电子和运动器材，但这是第一部关于其作为抗菌涂层的表现的作品。”

该团队从改变形式的溶酶蛋白中创建了几种形式的涂层，然后在实验室条件下测试了他们与大肠杆菌细菌和人类皮细胞的相互作用。

该研究表明，纳米液滴形式中的改变的蛋白质如何有效地排除细菌，同时仍与健康的人类细胞融为一体，这是医疗植入物成功的关键部分。

RMIT Nisal Wanasingha博士的研究负责人说，纳米液滴的高表面积使它们在与细菌相互作用和排斥细菌方面尤其良好。

他说：“一旦接触，涂层通过静电力与带负电荷的细菌细胞膜相互作用，破坏了它们的完整性，从而导致细胞含量和最终的细胞死亡泄漏。”

Wanasingha说，基于溶质蛋白的涂料不仅在阻止细菌附着在表面上表现出100％的有效性，而且与传统方法相比，还提供了几种优势。

他说：“与抗生素不同，这可能导致耐药性，由溶质蛋白涂层引起的机械破坏可能会阻止细菌建立抗药性机制。”

“同时，依赖蛋白的自然起源和生物相容性降低了人类组织中不良反应的风险，并且基于蛋白质，比基于银纳米颗粒的替代品更环保。”

下一步

研究合着者纳巴·杜塔（Naba Dutta）教授说，依赖蛋白模拟蛋白对刺激和环境变化的反应高度敏感，使其对许多功能都有可能调谐。

杜塔说：“这些早期结果非常有前途，作为帮助改善医院和其他医疗环境感染控制的一种新方法，但是现在需要进行更多的测试，以查看这些涂料如何与更广泛的有害细菌相对应。”

“未来的工作包括在重组合成的抗菌蛋白模拟合成过程中附着抗菌肽片段，并结合其他抗菌剂以扩大活性范围。”

他补充说，从实验室研究过渡到临床使用将需要确保公式的稳定性和可扩展性，进行广泛的安全性和有效性试验，同时开发实惠的生产方法以进行广泛分布。

这项研究与纳米级生物素化学卓越中心和澳大利亚核科学技术组织（ANSTO）合作。

该小组使用了安斯托的澳大利亚中心中心散射设施，以及RMIT大学的微纳米研究设施，显微镜和微分析设施。

这项工作由澳大利亚印度战略研究基金，澳大利亚核科学与工程学院充值研究生研究奖（PGRA）资助，并得到澳大利亚研究委员会的支持。