http://www.physorg.com/news123178524.html
February 25, 2008
細菌為了活命而突變，在躲避抗生素的同時，每年在美國也殺死了幾萬人。不過對於抗藥性細菌的憂慮增長時，一種正在北卡羅來納大學 Chapel Hill 分校進行中的新奇方法，透過一種取自於大自然的線索，試圖在不用藥物的情況下使病蟲挫敗。
Mark Schoenfisch 及其在 UNC 的分析化學實驗室創造出一種奈米尺度的、以二氧化矽製成的支架（scaffolds），並裝有一氧化氮（NO） -- 哺乳類動物中一種重要分子，那在管控血壓、神經傳導、對抗細菌感染與其他不可或缺的功能上扮演某種角色。
"這裡有一氧化氮殺死細菌的證據，不過困難的部份在於將它以某種方式貯存，使它能傳遞到細胞那裡，" Evan Hetrick 說，Schoenfisch 實驗室的博士生，同時也是本論文的第一作者，那發表在二月號的 ACS Nano 期刊上。
雖然身體會不斷製造 NO，並使其產量暴增以對抗感染，有時它卻無法生產足夠的量以發動充分的防禦。先前利用小分子來傳遞 NO 的研究撞到了路障 -- 很難控制這種化合物的釋出，而且種分子對於體內健康細胞有潛在毒性。
"有了二氧化矽支架，一氧化氮貯存會更加容易，而我們能相當謹慎地控制釋出，" Schoenfisch 說，UNC 的化學副教授。
Schoenfisch、Hetrick 等人，以他們的二氧化矽支架與小分子進行肉搏戰測試，對抗綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）這種細菌，那經常在燒傷與其他傷口感染中發現。
二種方法所遞送的 NO 都完全殺死這種細菌。不過二氧化矽奈米粒子，正確的將 NO 送達細菌的門階。相較下，小分子會不加選擇地釋出 NO，而且 NO 的濃度在它成功抵達細菌前已經喪失。
"有了這種二氧化矽粒子，更多 NO 會精確的抵達細胞內，與小分子相較下，增強了奈米粒子的功效。故，使用二氧化矽奈米粒子殺死細菌所需的 NO 數量非常少，" Schoenfisch 說。"而透過小分子，你可能會遺留潛在的有毒副產品。" 利用老鼠細胞，他們證明了二氧化矽奈米粒子對健康細胞沒有毒性，但小分子會。
Schoenfisch 曾有成功製造出釋出 NO 材料的歷史。他的實驗室曾成功地為不同的生醫應用創造出種種塗料。這些材料有希望能成為抗感染塗料與改良生物移植 -- 例如髖關節或膝關節 -- 的身體整合，以及植入式感應器，那能傳遞各種生物測量，諸如血糖或血氧濃度。
利用這些不同的二氧化矽奈米粒子，NO 釋出的數量與速率可輕易地修改與控制。"釋出速率是用來製造這種奈米粒子之前驅物的一種功能，" Schoenfisch 說。"那完全依賴我們如何建造二氧化矽結構。"
未來研究將包括研究額外的細菌品種、活性目標、優先攝取與生物分解研究。
※ 相關報導：
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http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/ancac3/2008/2/i02/abs/nn700191f.html
Evan M. Hetrick, Jae Ho Shin, Nathan A. Stasko, C. Bryce Johnson,
Daniel A. Wespe, Ekhson Holmuhamedov, and Mark H. Schoenfisch
ACS Nano, 2(2), 235–246, 2008
doi: 10.1021/nn700191f
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