近年來，老年人和患有糖尿病、癌症及其它疾病的患者，常因傷口的細菌產生抗藥性出現死亡案例。為了應對這一挑戰，科學家開發出一種突破性的治療方法，讓普通的醋轉變成細菌殺手，幫助患者傷口更快癒合和抵抗細菌感染。
據估計，全球每年有450萬人死於細菌抗藥性（AMR）問題，這些死亡病例源於直接感染性疾病，或已患有其它疾病（例如癌症、器官移植、愛滋病毒、肝腎疾病、糖尿病等），使他們經歷額外的生理壓力。
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納米粒子為材料，因其分子與物理特性有別於傳統化學藥物，在抗菌劑領域展現出巨大潛力。
這次，挪威卑爾根大學（University of Bergen）、澳洲昆士蘭醫學研究院（QIMR Berghofer Medical Research Institute）貝格霍夫研究所和澳洲弗林德斯大學（Flinders University）共同主導的研究取得重大突破。
他們發現，在醋中添加碳和鈷製成的抗菌納米顆粒，能顯著增強醋的天然抗菌功效。該研究成果於9月發表在《ACS Nano》期刊上。
過程中，研究團隊選用碳量子點（Carbon Quantum Dots, CQDs）作為超微納米粒子材料。CQDs本身具備高親水性、單分散性、不易生物積累，且在多項研究中顯示出良好的生物相容性，在抗菌劑領域展現出巨大潛力。另外，碳核心包含多種有機化學結構，能與金屬形成有機配體，賦予其多種特性。
他們近一步合成出新型的「鈷摻雜碳量子點」（Co-CQDs）作為抗菌納米顆粒材料。該材料主要成份由碳（64.7%）、鈷（2.3%）、氮（3.3%）、氧（27.5%）和氯（0.3%）組成，且證實鈷和氮原子已成功整合到碳量子點的核心基質中。
他們發現Co-CQDs的抗菌活性在酸性環境中顯著增強，尤其是在弱酸性（pH 5.5）環境下，僅需微小的劑量（每毫升38微克），就能有效殺具有抗藥性金黃色葡萄球菌（MRSA）大腸桿菌、糞腸球菌等多種常見的有害細菌。
相比之下，該抗菌劑在中性（pH 7.0）環境下，若要達到相同殺菌效果，所需的劑量則會大幅增加。
他們選擇醋酸（乙酸）作為溶劑載體，原因是幾個世紀以來，醋一直被用作消毒劑，且擁有造價便宜和副作用低的特性。不過，它僅對少數細菌有效，無法殺死最危險的細菌。將Co-CQDs與醋結合，則成功彌補了這一不足，創造出能有效消滅多種病原體的抗菌劑。
為了深入了解Co-CQDs與醋酸之間的協同抗菌機制，研究團隊進行了多項實驗。結果顯示，弱醋酸環境會破壞細菌的滲透壓平衡，導致它細胞膨脹，加速Co-CQDs納米粒子的內化與產生超氧化物活性氧（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。
此外，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。
在安全性方面，研究人員發現Co-CQDs醋酸抗菌劑，對人類纖維母細胞（dFIB）表現出高度生物相容性。即dFIB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dFIB細胞即可恢復增值能力。
此外，他們還將該抗菌劑用於感染MRSA的小鼠身上，以觀察治療效果。結果顯示，Co-CQDs醋酸抗菌劑不僅成功清除了感染MRSA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。
這兩項實驗結果共同表明，這種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。
他們表示，這項技術具有潛在廣泛應用，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，也能單獨使用納米顆粒抗菌劑，或與傳統化學抗生素聯合使用，為應對抗生素抗藥性的威脅提供新的解決方案。
澳洲弗林德斯大學分子生物學家亞當‧特魯斯科維茨（Adam Truskewycz）博士對該校的新聞室解釋，醋中的酸性環境使細菌細胞膨脹並吸收納米顆粒治療。
他指出，「這些納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。」#
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