通過大量研究,羅陽團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)納米級的石墨烯對細(xì)菌都有殺傷效果?!斑@是因?yàn)榧{米級的石墨烯本身是連成一串的碳原子,就像一層很薄很密實(shí)的布。”羅陽解釋,他們對付細(xì)菌的方式有3種:第一種是直接砍,由于石墨烯是納米級的,而細(xì)菌是微米級,前者比后者小1000倍,石墨烯就如同一把很鋒利的刀,直接把細(xì)菌砍死;第二種是餓死細(xì)菌,納米級的石墨烯可以像布一般將細(xì)菌嚴(yán)密地包裹起來,使細(xì)菌吸收不到營養(yǎng),活活餓死;第三種是緩慢消亡,由于石墨烯太小,細(xì)菌會將石墨烯吞進(jìn)“肚”里,就像人吃了異物會拉肚子不舒服,導(dǎo)致細(xì)菌慢慢消亡。“正是因?yàn)槭┑倪@種物理殺菌方法,讓細(xì)菌不會產(chǎn)生耐藥性。”
據(jù)介紹,目前該研究已取得階段性成果,下一步將對石墨烯的表面進(jìn)行“修飾”,“因?yàn)榧?xì)菌有好有壞,不能統(tǒng)統(tǒng)消滅,這就要讓石墨烯有選擇性地殺傷指定的細(xì)菌,從而達(dá)到治療的效果?!绷_陽說,未來1-2年內(nèi),納米級石墨烯有望成為新的以外用為主的抗菌藥物、抗菌材料,為更有效地抗細(xì)菌提供新渠道。同時(shí),石墨烯還可能運(yùn)用于紗布、導(dǎo)管等醫(yī)療器械上,有效防止交叉感染。對于石墨烯成為新型抗菌藥物的問題,羅陽說要達(dá)到這個(gè)目標(biāo),必須先明確石墨烯系列材料的生物相容性、消化道吸收與排泄、人體組織和細(xì)胞對其反應(yīng)等重要步驟,這部分內(nèi)容該項(xiàng)目組也正在研究中。
據(jù)悉,該課題組不僅在研究石墨烯的殺菌效果,而且正還在研究石墨烯用于病原菌的快速檢測。石墨烯殺菌機(jī)制的研究將極大推動石墨烯等納米技術(shù)材料在醫(yī)療上的應(yīng)用。今后,我們到醫(yī)院會發(fā)現(xiàn):
一、石墨烯膜修飾的芯片不僅可以高靈敏地快速檢測血、尿液、唾液中的特定微生物是否存在及其濃度如何,并且可以明確不同的疾病和感染部位。醫(yī)院可制備、分離、組裝各種石墨烯復(fù)合納米材料(如氧化石墨烯),構(gòu)建出石墨烯修飾的檢測芯片,用于多種感染源的判斷,對于疾病的治療具有重要意義。
二、復(fù)合納米材料結(jié)合現(xiàn)有放療技術(shù)可以提升疾病靶向檢測與治療的效果。因此傷口和人體內(nèi)的微生物感染可以被原位、快速檢測出來,并可同時(shí)被精準(zhǔn)殺滅,從而達(dá)到清除感染的目的。
三、新一類抗菌藥物和材料,以及不導(dǎo)致細(xì)菌耐藥的廣譜抗菌材料有望出現(xiàn)。
石墨烯與細(xì)菌蛋白質(zhì)作用模擬圖
左邊為單純的蛋白質(zhì)之間的作用,右邊為石墨烯與蛋白質(zhì)之間的作用。