Billiga antimikrobiella polymerer som är skonsamma mot huden och mycket effektiva för att döda mikrober har utvecklats av A*STAR -forskare1. De har löfte för användning i kirurgiska scrubs och desinfektionsmedel.

De flesta antibiotika fungerar genom att störa de specifika biokemiska vägarna som mikrober använder för att göra proteiner och enzymer som är avgörande för deras överlevnad. Denna strategi gör dem dödliga för mikrober men säkra för cellerna hos människor och andra däggdjur. Dock, det är lätt för mikrober att utveckla resistens mot sådana antibiotika, vilket har lett till det utbredda problemet med flera läkemedelsresistenta mikrober.

De antimikrobiella föreningarna i kroppens immunsystem använder en annan taktik - de bekämpar mikrober genom att förstöra deras membran. Eftersom detta tillvägagångssätt är baserat på cellmembranets inneboende elektriska egenskaper, det är mycket svårare, om inte omöjligt, för mikrober att utveckla resistens.

Nu, Yi Yan Yang från A*STAR Institute of Bioengineering and Nanotechnology och hennes medarbetare, i samarbete med IBM Almaden Research Center, har utvecklat kraftfulla antimikrobiella polymerer som använder samma strategi. Polymererna med optimerade strukturer dödade nästan 100 procent av mikroberna inom två minuter. De var också mjukare på musens hud än kommersiella kirurgiska scrubs som för närvarande används i kliniska miljöer.

"Våra polymerer dödar ett brett spektrum av mikrober, särskilt den svårt dödade Pseudomonas aeruginosa, snabbare än någon av de många antimikrobiella peptider och polymerer som hittills rapporterats, "kommenterar Yang." Med sin supersnabba bakteriedödande effekt och hudkompatibilitet, dessa polymerer är lovande kandidater för användning som kirurgiska scrubs, handtvätt och desinfektionsmedel, "tillägger hon.

Polymererna har två nyckelkomponenter:positiva laddningar och hydrofoba delar. Deras positivt laddade komponenter interagerar med de negativt laddade membranen hos patogena mikrober, medan de hydrofoba delarna av polymererna kommer in i de två lagren av fettceller inuti membranen. Denna dubbelverkan spränger membranet och förstör mikroben. Eftersom däggdjurscellens ytor är mindre negativt laddade än mikrobernas, celler som röda blodkroppar är immuna mot polymerernas verkan.

Forskarna fann att upprepad användning av polymeren vid sub-dödliga doser inte ledde till bakterieresistens. Dessutom, polymererna är billiga att tillverka och kan syntetiseras från kommersiellt tillgängliga utgångsmaterial.

"Bygga på detta arbete, vi utvecklar biologiskt nedbrytbara versioner av polymererna, "säger Yang." De är utformade för att brytas ned till godartade, miljövänliga föreningar. Sådana biologiskt nedbrytbara antimikrobiella polymerer kan användas som konserveringsmedel i kosmetika och till och med livsmedelsprodukter. "