新抗生素的开发已陷入停滞——随着世界进入抗生素耐药性时代，需要新的策略。为了应对这一挑战，劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的科学家发现，合成抗菌矿物质对局部 MRSA 感染表现出强大的抗菌活性，并提高伤口闭合率。

合成抗菌矿物质可对抗局部感染

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA)感染是由一种葡萄球菌引起的，这种葡萄球菌对许多用于治疗普通葡萄球菌感染的抗生素产生了耐药性。

先前的研究表明，天然粘土可以有效杀死抗生素耐药细菌。然而，这些天然粘土变化太大，无法用于临床环境。

“我们的研究表明，合成抗菌矿物质可以成功消除局部伤口中的 MRSA 生物膜，并提高伤口闭合率，”发表在《科学报告》上的一篇论文的主要作者、LLNL 科学家 Keith Morrison 说。

“用于抗菌应用的协同矿物地球化学反应的探索仍处于起步阶段，需要进一步研究以将这项技术转化为临床环境。”

历史上一直使用金属来对抗微生物感染，其中银和铜的应用最受关注。铁已被证明可以限制细菌生长，但如果摄入过量，则会产生毒性。

伤口中过量的铁传统上被认为对伤口愈合不利，因为它会加速细菌生长和生物膜感染的形成，同时促进活性氧(ROS)产生的毒性。伤口中过量铁的螯合已被用作限制细菌生长和促进伤口愈合的策略，但这种方法的成功有限。

具有铁基抗菌活性的天然粘土矿床的发现表明，维持亚铁和活性氧的地球化学反应可以作为有效的抗菌剂。

天然沉积物中的这些抗菌区由蒙脱石粘土和硫化铁(黄铁矿)组成，当它们达到新的化学平衡时会经历一系列氧化还原反应。与过量铁和活性氧与慢性伤口愈合延迟和负面结果相关的常见假设相比，这种用于治疗抗生素耐药性感染的“矿物质铁超载”策略似乎有悖常理。

然而，来自天然粘土和有限的动物模型 MRSA 感染的轶事证据表明，这些抗菌矿物混合物可以促进伤口愈合，同时杀死抗生素耐药性感染。

由于矿物学和抗菌活性的巨大差异，以及有毒金属杂质的存在，这些天然矿藏的临床应用已被证明很困难，这些杂质会在伤口护理中产生不同的结果。

最近合成的具有模仿天然矿物质特性的抗菌矿物质被证明可以成功杀死 ESKAPE 病原体(肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌)，并提供化学纯和一致的剂量可以扩大规模用于药品生产。

合成抗菌矿物系统还可以调整为具有不同的反应速率，可以在水合时将亚铁和活性氧的产生维持在特定浓度数天至数周。单独使用金属溶液是不可能对浓度和反应性进行调节和控制的。需要控制金属溶液的溶解度和形态的材料来制造临床有效的金属抗菌剂。

莫里森说：“这些结果为‘铁过载’策略提供了证据，该策略通过持续释放铁和通过独特的地球化学反应产生活性氧来对抗抗生素耐药性感染，从而打破慢性伤口损伤循环。”

“这些矿物质可能与各种自组装纳米材料、聚合物和 3D 打印伤口敷料兼容，可用于控制和调整新型抗菌机制。”

该技术已申请专利，莫里森的研究团队正在寻找行业合作伙伴来帮助将这种新型抗菌方法商业化。