Small-molecule-hosting nanocomposite films with multiple bacteria-triggered responses

2014年8月29日 NPG Asia Materials 6, e8 (2014) doi:10.1038/am.2014.63


医療用インプラントなどの医用装置に薄膜をコーティングすることによって、必要に応じて細菌感染と闘うことができるようになるかもしれない。今回、スティーブンス工科大学(米国)のSvetlana Sukhishviliは、カザフスタンやオランダの共同研究者らとともに、モンモリロナイト粘土ナノプレートレット(ナノ小板)とポリアクリル酸からなる膜を開発した。この膜は、ゲンタマイシンという抗生物質を乾燥質量の45%まで取り込んで保持することができる。この膜は、細菌が付着するとゲンタマイシンを放出するとともに、膨潤して細菌の侵入を防ぐ。一部のゲンタマイシンは膜内に結合したまま残るため、抗菌効果が持続する。この系は、著しい細菌投与に対してのみ効果が誘発されるため、抗生物質の常用と比べて抗生物質耐性を促進しにくい。また、ゲンタマイシン以外のさまざまな抗生物質の保持にも適合可能と思われる。

Svetlana Pavlukhina, Iryna Zhuk, Almagul Mentbayeva, Emily Rautenberg, Wei Chang, Xiaojun Yu, Betsy van de Belt-Gritter, Henk J. Busscher, Henny C. van der Mei & Svetlana A. Sukhishvili

Antibiotics: Coating kills bacteria on demand
A thin film coating for medical implants and other biomedical devices can be triggered to fight bacterial infection when required. Svetlana Sukhishvili of Stevens Institute of Technology in the United States and collaborators in Kazakhstan and the Netherlands developed the film, which is composed of montmorillonite clay nanoplatelets and polyacrylic acid. The film can take up and retain the antibiotic gentamycin at up to 45% of its dry mass. When bacteria adhere to the film, the antibiotic is released and the film swells to prevent bacterial penetration. Some antibiotic remains bound within the film, offering lasting antibacterial protection. The system is less likely to promote antibiotic resistance than routine antibiotic use as its effects are triggered only if a significant bacterial challenge occurs. It could also be adapted to carry a variety of other antibiotics.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)