美国加州IBM研究院(IBM Research)的化学家的Jim Hedrick正在进行一项伟大的研究,他正在研制一种聚合物,用来对付让医护人员与公共卫生专家伤透脑筋的超级细菌,这个超级细菌杀手有个很酷的名字叫做“忍者聚合物(Ninja Polymers)”。像抗药性金黄色葡萄球菌之类的细菌,不但可能造成致命性感染,而且不受一般抗生素的影响,一直让医疗人员与专家感到难以应付。现在研究人员利用半导体技术开发出一种专杀细菌的聚合物,可在完成任务后从人体内消失,或能大幅减少抗药性细菌的危害。
IBM研发“忍者聚合物”:可阻止细菌蔓延
研究人员先前在寻找一种可在矽晶圆上进行显微结构蚀刻的方法,他们在研发的过程中发现某些特殊的材料,这些材料只要结合在一起成为聚合物,便会产生静电荷。
这种人类未来希望的细菌杀手,可以无差别将超级细菌全部通杀,用的不是抗生素而是接近人体免疫细胞的原理,因此细菌不会产生抗药性,它也是第一款具有生物兼容性、无毒又可自行生物降解的聚合物,应用层面十分广泛。
IBM虽然是间半导体制造与企业服务为主的公司,但他们的科研项目并不仅限于此,往往会基于自己在半导体相关技术的优势,在其他领域有所成就,像生技领域就是其中很显眼的一环。过往曾经介绍过IBM研发利用类塑料分子可以杀死人体内常见的真菌类感染,也就是霉菌,但却不会有一般药物可能产生的副作用。现在,他们同样利用更细微的硅晶圆蚀刻技术,创造出带有正电荷的大分子聚合物,它可以溶于水,当加热到人体温的程度时,就会成为一种凝胶,在运用上就很方便。
将这种“忍者聚合物”凝胶放置在细菌附近时,透过简单的正负电相吸原理,聚合物会把外层带负电的细菌全都吸过来。Jim Hedrick表示,忍者聚合物会用比较接近一般免疫细胞的做法,把细菌的细胞壁与细胞膜撕裂,如此一来,它们会造成细胞膜不稳定并碎裂,细菌很少有机会对这些聚合物形成抵抗力,细菌就会因为破灭而死。而这种聚合物经过一段时间后就会自行生物降解,分解成更小的物质,对人体无害。
超级细菌之所以能对抗抗生素,是因为能够透过不断演化改变自身表面的结构,让一些过去可以让抗生素分子与之结合以发挥效用的管道消失。忍者聚合物不是用这个原理运作,因此超级细菌在眼中跟一般细菌无异,也不会产生抗药性问题。
除了医学上的应用之外,IBM公司也希望这种聚合物可以应用在清洁剂等除菌用品,同时取代牙膏、漱口药水等产品中有害环境的抗菌剂。
由于“忍者聚合物”可进行生物分解,他们在排出病患体外后,应该也不会堆积在环境中。忍者聚合物可以做成药膏或用注射的方式用在受伤的部位、植入物或导管的涂料,或可用在预防感染等用途。Hedrick 表示IBM已经与合作伙伴洽谈,除了医学上的应用之外还会将这种奈米技术应用在日常生活中,不仅是医疗用途,还可以应用在清洁剂等除菌用品,同时取代牙膏、漱口药水等产品中有害环境的抗菌剂。这样的日子其实不会太远,Jim Hedrick预估十年内就可以开始商业化。
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