Kredit:RMIT University
Forskare har använt flytande metaller för att utveckla ny bakterieförstörande teknik som kan vara svaret på det dödliga problemet med antibiotikaresistens.
Tekniken använder partiklar av nanostorlek av magnetisk flytande metall för att strimla bakterier och bakteriefilm-det skyddande "hus" som bakterier trivs i-utan att skada goda celler.
Publicerad i ACS Nano , forskningen ledd av RMIT University erbjuder en banbrytande ny riktning i sökandet efter bättre bakteriebekämpande teknik.
Antibiotikaresistens är ett stort globalt hälsohot, orsakar minst 700, 000 dödsfall om året. Utan handling, dödssiffran kan stiga till 10 miljoner människor om året år 2050, omkörning av cancer som dödsorsak.
De största frågorna är spridningen av farliga, läkemedelsresistenta superbugs och tillväxten av bakteriella biofilminfektioner, som inte längre kan behandlas med befintliga antibiotika.
Dr. Aaron Elbourne sa att antibiotika hade revolutionerat hälsan sedan de upptäcktes för 90 år sedan men att de tappade effektiviteten på grund av felaktig användning.
"Vi går mot en post-antibiotisk framtid, där vanliga bakterieinfektioner, mindre skador och rutinmässiga operationer kan återigen bli dödliga, "Elbourne, en postdoktor i Nanobiotechnology Laboratory på RMIT, sa.
"Det räcker inte att minska antibiotikaanvändningen, vi måste helt ompröva hur vi bekämpar bakterieinfektioner.
"Bakterier är otroligt anpassningsbara och med tiden utvecklar de försvar mot kemikalierna som används i antibiotika, men de har inget sätt att hantera en fysisk attack.
"Vår metod använder precisionskonstruerade flytande metaller för att fysiskt riva bakterier i sönder och krossa genom biofilmen där bakterier lever och förökar sig.
"Med vidare utveckling, vi hoppas att den här tekniken kan vara sättet att hjälpa till att göra antibiotikaresistenshistoria."
Låt oss bli fysiska:Nytt sätt att döda bakterier
RMIT-teamet bakom tekniken är den enda gruppen i världen som undersöker den antibakteriella potentialen hos magnetiska flytande metallnanopartiklar.
Vid exponering för ett lågintensivt magnetfält, dessa droppar i nanostorlek ändrar form och utvecklar skarpa kanter.
När dropparna placeras i kontakt med en bakteriell biofilm, deras rörelser och nano-skarpa kanter bryter ner biofilmen och spränger fysiskt bakteriecellerna.
I den nya studien, teamet testade teknikens effektivitet mot två typer av bakteriella biofilmer (grampositiva och gramnegativa).
Efter 90 minuters exponering för de flytande metallnanopartiklarna, båda biofilmerna förstördes och 99 procent av bakterierna var döda. Viktigt, laboratorietester visade att de bakterieförstörande dropparna inte påverkade mänskliga celler.
Postdoktor Dr Vi Khanh Truong sa att den mångsidiga tekniken en dag kan användas på olika sätt att behandla infektioner.
"Det kan användas som en spraybeläggning för implantat, att göra dem kraftfullt antibakteriella och minska de höga infektionshastigheterna vid procedurer som höft- och knäbyte, sa Truong, för närvarande vid North Carolina State University på ett Fulbright -stipendium för att främja forskningen.
"Det finns också potential att utveckla detta till en injicerbar behandling som kan användas på infektionsplatsen."
Nästa steg för forskningen-att testa teknikens effektivitet i prekliniska djurförsök-är redan på gång, med teamet som hoppas kunna övergå till kliniska prövningar på människor under de kommande åren.
Leds av Truong, Elbourne och Dr James Chapman, det tvärvetenskapliga teamet planerar också att utöka tekniken utöver antibakteriell behandling, utforska hur det kan användas för att:
