受伤不用涂药，用海绵把细菌吸走

加州大学圣地亚哥分校的纳米科学工程师开发了一种含有纳米海绵的凝胶，可以吸附细菌毒素。该凝胶有望用于治疗耐药金黄色葡萄球菌。这种细菌对所有青霉素都产生了耐药性，通常被称为“超级细菌”)，导致皮肤和伤口感染。如果没有抗生素，这种“纳米海绵水凝胶”可以最大限度地减少感染耐药金黄色葡萄球菌的小鼠的皮肤损伤。这项研究最近发表在学术期刊《高级材料》上。

在制造这种纳米海绵水凝胶的过程中，科学家将纳米海绵与水凝胶混合在一起。纳米海绵是一种纳米粒子，能够吸附耐药金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等产生抗生素耐药性的细菌分泌的危险毒素。水凝胶是由水和聚合物组成的凝胶。在这种纳米海绵水凝胶中，水凝胶可以在感染部位保持纳米海绵的可控性并吸附细菌毒素。

“我们将纳米海绵和水凝胶的优势结合起来，生产出一种能够治疗局部细菌感染的强效药物，”加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院纳米工程教授梁芳·张说，他负责这项研究。“纳米海绵很难单独用于局部组织，因为它们会迅速扩散到身体的其他部位。通过将纳米海绵整合到水凝胶中，我们可以在感染部位控制它们。”

由于纳米海绵水凝胶治疗不需要抗生素，科学家认为现有细菌的抗生素耐药性不太可能影响这种方法的有效性。此外，由于治疗中不使用抗生素，这种治疗方法不太可能导致新的细菌耐药性。

张的研究团队于2013年发表了《自然纳米技术》的相关研究。这一新的研究成果是在以往研究的基础上取得的新进展。张的团队在2013年的一项研究中发现，纳米海绵可以吸附血液中的有害细菌毒素，并将这些毒素从目标红细胞中清除。在这项新的研究结果中，科学家发现去除细菌毒素可能能够治疗由耐药细菌引起的细菌感染。

“治疗这种细菌感染的一种方法是清除这些细菌毒素，它们既是细菌攻击生物体的武器，也是细菌保护自己的盾牌，”张梁芳说。“根据我们的推测，在去除这些毒素后，这些细菌将变得极其脆弱，并完全暴露在外，这使得人体免疫系统能够在不使用药物的情况下轻松杀死这些细菌。”

纳米水凝胶疗法

纳米海绵水凝胶疗法的治疗原理是什么？每个纳米海绵都是被红血球细胞膜包裹的纳米颗粒。这些有涂层的细胞膜将这些纳米海绵“组装”成红细胞，红细胞是抗药性金黄色葡萄球菌分泌的有害毒素的目标。通过这种“伪装”，纳米海绵可以吸引这些有害毒素并将其从血液中清除。为了让这些纳米海绵从特定的位置(如皮肤上受感染的伤口)清除毒素，有必要在该位置保留大量的纳米海绵。水凝胶的作用是保持纳米海绵在这一领域的控制。在需要治疗的地方，每毫升水凝胶包含数十亿个纳米海绵颗粒。水凝胶中的孔非常小，这阻止了纳米海绵从水凝胶中扩散出来。然而，对于细菌毒素，这些孔非常大，允许这些毒素进入水凝胶并与纳米海绵结合。

研究发现，使用纳米海绵水凝胶进行治疗可以减少耐药性金黄色葡萄球菌感染引起的皮肤损伤。对小鼠的研究发现，与未处理的小鼠相比，用纳米海绵水凝胶处理的小鼠皮肤损伤小得多。

“将纳米海绵水凝胶注射到感染部位后，我们发现这些凝胶吸收了细菌分泌的毒素，防止了对这些部位的血液、肌肉和组织的进一步损害，”张梁芳说。

该研究还发现，水凝胶可以有效地保持人体特定部位的纳米海绵控制。将纳米海绵水凝胶皮下注射到小鼠体内两天后，将近80%的纳米海绵保留在注射部位。当注射没有混合水凝胶的纳米海绵时，仅20%的纳米海绵在注射后两小时保留在注射位置。大部分纳米海绵已经扩散到周围的组织。