醋酸添加奈米顆粒 變身抗藥細菌剋星

老年人和糖尿病、癌症等患者，常因傷口的細菌產生抗藥性而出現死亡案例。挪威與澳洲科學家攜手合作，開發出突破性的治療方法，在醋酸中添加碳和鈷抗菌奈米顆粒，讓普通的醋轉變成細菌殺手，幫助患者抵抗細菌感染、傷口更快癒合。

據估計，全球每年有450萬人死於細菌抗藥性（AMR）問題。由於當前研發抗菌藥物數量過少，科學家希望研發出具有良好殺菌效果，與降低細菌抗藥性的產品，於是他們嘗試使用超微奈米粒子為材料，因其分子與物理特性有別於傳統化學藥物，在抗菌劑領域展現巨大潛力。

挪威卑爾根大學（University of Bergen）、澳洲昆士蘭醫學研究院貝格霍菲爾醫學研究中心（QIMR Berghofer Medical Research Institute）和澳洲弗林德斯大學（Flinders University）共同主導的研究發現，在醋中添加碳和鈷製成的抗菌奈米顆粒，能顯著增強醋的天然抗菌功效。研究成果已發表在《ACS Nano》期刊。

醋酸＋奈米顆粒抗菌有效

研究團隊選用碳量子點（CQDs）合成新型「鈷摻雜碳量子點」（Co-CQDs），作為抗菌奈米顆粒材料，主要成分為碳（64.7%）、鈷（2.3%）、氮（3.3%）、氧（27.5%）和氯（0.3%）。

他們發現，Co-CQDs的抗菌活性在酸性環境中顯著增強，尤其是在弱酸（pH 5.5）環境下，只需每毫升38微克的濃度，就能殺死耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA），大腸桿菌、糞腸球菌等則需要75微克。而在中性（pH 7.0）環境下，這種抗菌劑若要達到相同殺菌效果，需大幅增加劑量。

人類嗜中性球（綠色）和抗藥性耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（桃紅色球狀物）。（公共領域）

研究團隊選擇醋酸（乙酸）作為溶劑載體。醋一直被用作消毒劑，但只對少數細菌有效，無法殺死最危險的細菌。將Co-CQDs與醋結合，能創造出有效消滅多種病原體的抗菌劑。

研究團隊針對Co-CQDs與醋酸的協同抗菌機制進行多項實驗，結果顯示，弱醋酸環境會破壞細菌的滲透壓平衡，導致它的細胞膨脹，加速Co-CQDs奈米粒子的內化與產生活性氧化物（ROS）。一旦這些粒子進入細菌細胞內部，便會導致細菌溶解和破壞。Co-CQDs還能抑制、干擾細菌的正常呼吸機制、蛋白質生物合成途徑。

醋酸奈米抗菌劑對人體無毒

研究人員也發現，Co-CQDs醋酸抗菌劑，對人類真皮纖維母細胞表現高度生物相容性，也就是真皮纖維母細胞經過Co-CQDs處理後，仍能保持95%以上的存活率，若將醋酸移除後真皮纖維母細胞立即恢復增殖能力。

他們還將該抗菌劑用於感染MRSA的小鼠身上，結果顯示，Co-CQDs醋酸抗菌劑不僅成功清除感染MRSA的傷口，治療後的傷口癒合速度與未感染傷口相當，且在7天內小鼠體重沒有顯著差異。

這兩項實驗結果顯示，Co-CQDs醋酸抗菌劑不僅能殺死細胞內外幾種有害細菌，且對人體安全無害，還能有效治癒小鼠的感染傷口。

研究團隊表示，這項技術未來可能運用到手術縫線、骨科植入物或疝氣網片等醫療器械，以預防術中和術後醫院感染，也能單獨使用奈米顆粒抗菌劑，或與傳統化學抗生素聯合使用，為解決抗生素抗藥性的威脅提供新方案。

澳洲弗林德斯大學分子生物學家亞當‧特魯斯科維茨（Adam Truskewycz）解釋，醋中的酸性環境使細菌細胞膨脹並吸收奈米顆粒。「這些奈米顆粒會攻擊危險細菌的細胞內部和表面，最終使它們破裂死亡。重要的是，這種方法對人體細胞無毒，還證明可以清除小鼠傷口中的細菌感染，同時不影響小鼠傷口癒合。」◇