– 온라인 바카라원들은 항생제가 주입된 은 나노입자가 생물막을 효과적으로 분해하는 동시에 항균 활성을 평가하는 새로운 감지 방법을 공개할 수 있음을 보여주었습니다 –
신용: 세라카키 카오리/OIST
식량 공급 보호부터 병원 감염 예방까지 항생제 내성 박테리아와의 전쟁이 점점 더 어려워지고 있습니다 일부 박테리아는 표면에 쉽게 부착되는 보호 점액 같은 물질로 둘러싸인 수백만 개의 개별 세포가 두꺼운 집합체인 생물막을 형성할 수 있습니다 그러한 생물막을 형성하는 것은 치료에 저항하는 중요한 박테리아 전략입니다
조밀하고 층이 있는 군체는 면역 세포로부터 박테리아를 보호하고 방부제와 항생제의 효과를 감소시킵니다 “일단 생물막이 형성되면 그 구조는 장벽 역할을 하여 약물이 박테리아에 침투하여 죽이는 것을 극도로 어렵게 만듭니다”라고 국립산업기술종합온라인 바카라소(AIST)의 수석 온라인 바카라원인 Chisato Takahashi 박사는 설명합니다 생물막의 탁월한 탄력성은 온라인 바카라자들이 전통적인 항생제를 뛰어넘는 혁신적인 솔루션을 찾도록 동기를 부여했습니다
최근 저널에 게재된 논문에서나노규모, 오키나와 과학 기술 온라인 바카라소(OIST)와 AIST의 과학자 팀이 치료 저항성 박테리아에 맞서 싸울 수 있는 새로운 접근 방식을 개발했습니다
기존 항생제의 단점을 극복하기 위해 온라인 바카라자들은 박테리아를 죽이는 여러 메커니즘을 결합한 독특한 나노입자를 개발했습니다 "우리는 Soluplus의 폴리머 껍질 내부에 은 입자를 캡슐화했습니다®그리고 항생제인 아지스로마이신을 주입했습니다 이 혁신적인 캡슐화 전략은 나노입자를 안정적이고 항균 활성에 있어 매우 효과적으로 만듭니다”라고 Takahashi 박사는 말합니다
캡션: 항생제 약물과 결합되고 폴리머로 안정화된 은 나노입자는 함께 작용하여 생물막 내 박테리아의 기존 세포벽을 손상시킵니다 출처: 국립산업기술종합온라인 바카라소(AIST)
이전 온라인 바카라에서 이 나노입자의 안정성을 입증한 후 이제 그 효과를 테스트할 차례였습니다 "우리는 병원 내 감염 문제를 일으키는 경향이 있는 두 가지 잘 알려진 박테리아, 즉 대장균과 표피 포도상구균을 선택했습니다"라고 OIST 마이크로/바이오/나노유체학 부서의 박사후 온라인 바카라원이자 해당 온라인 바카라의 제1저자인 Murali Mohan Jaligam 박사는 말합니다
이 박테리아는 카테터 및 수술용 임플란트와 같은 표면에 탄력 있는 생물막을 형성하여 인체 내부에 심각한 치료 저항성 감염을 일으키는 것으로 악명이 높습니다 항생제는 특히 박테리아를 제거하는 데 작용하며, 이는 고도의 박테리아 감염 중에 사용 가능한 치료 옵션을 제한하며, 이는 항생제 내성이 나타날 때 특히 중요해집니다
이러한 상황에서는 최첨단 나노입자가 기존 방법을 능가할 수 있습니다 OIST 마이크로/바이오/나노유체공학 부서 책임자인 Amy Shen 교수는 "우리의 나노입자는 항생제와 은 이온을 모두 사용하여 박테리아 세포를 표적으로 하는 이중 작용 공격을 전달할 수 있습니다 캡슐화 폴리머는 안정성을 보장하고 나노입자가 뭉치는 것을 방지하여 효율성을 향상시킵니다"라고 말했습니다
은, 항생제 및 폴리머를 결합함으로써만 온라인 바카라자들은 나노입자에 박테리아 생물막을 침투하고 파괴할 수 있는 고유한 기능을 부여했습니다 "단지 트릭을 수행할 수 있는 것은 나노입자뿐만이 아닙니다"라고 Takahashi 박사는 덧붙였습니다
온라인 바카라원들은 나노입자가 생물막을 어떻게 파괴하는지 관찰하기 위해 주사 전자 현미경과 광학 밀도 측정을 사용했습니다 이러한 방법은 잘 확립되어 있지만 시간이 많이 걸릴 수 있으며 샘플을 특수 염료로 염색해야 합니다 레이저 유도 그래핀(LIG) 전극을 개발함으로써 팀은 기존의 기술적 한계를 극복할 수 있었습니다
과학자들은 CO를 사용했습니다2-레이저를 사용하여 폴리이미드 시트에 전극을 만들고 이를 실험 중 전기화학적 신호의 변화를 측정하는 센서에 연결합니다 결과는 온라인 바카라자의 컴퓨터에 무선으로 전송될 수 있습니다 출처: Jaligam Murali Mohan(OIST), Kazumi Toda Peters(OIST), Sensit BT by PalmSens BV
"우리는 박테리아 활동을 실시간으로 모니터링할 수 있는 소형화되고 민감한 LIG 전극 시스템을 만들었습니다"라고 Jaligam 박사는 설명합니다 이 전극은 표면적이 넓어 박테리아가 생물막을 형성하는 데 이상적인 기반을 제공하고 전도성이 높아 전하의 흐름을 쉽게 측정할 수 있습니다 부패한 박테리아는 손상되지 않은 박테리아와는 다른 전기화학적 신호를 생성하기 때문에 전극은 전류 변화에 따라 박테리아 세포의 파괴를 감지할 수 있습니다 이 방법은 항균 활성을 평가하는 기존 방법보다 더 빠르고 정확하며 박테리아를 염색할 필요 없이 작동합니다
"우리의 LIG 센서 기술은 박테리아 오염과 생물막을 감지하기 위한 확장 가능하고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다"라고 Shen 교수는 말합니다 이러한 특성은 암 검진과 같은 전극 사용에 대한 여러 분야를 열어줍니다 마찬가지로, 나노입자는 병원에서 발생한 감염을 퇴치하는 것 이상으로 잠재적인 용도를 가지고 있습니다 예를 들어 생물막이 애초에 형성되는 것을 방지하기 위해 의료 기기를 코팅하는 경우가 있습니다
"항생제 내성은 계속해서 세계 보건에 중대한 위협이 되고 있지만 이와 같은 획기적인 발전은 앞으로 유망한 길을 제공합니다 우리의 온라인 바카라는 현대 의학에서 현재 직면하고 있는 가장 시급하고 복잡한 과제 중 일부를 해결할 수 있는 협력적, 학제간 온라인 바카라의 잠재력을 보여줍니다"라고 Shen 교수는 말합니다
저널：나노스케일
제목: 향상된 항균 효능: 은 장식 아지스로마이신 주입 솔루플러스의 신속한 분석®대장균 및 S 표피 생물막에 대한 나노입자 저자: Murali Mohan, Chisato Takahashi, Benjamin Heidt 및 Amy Q Shen
날짜: 2024년 9월 9일
DOI:101039/D4NR02583K