濫用抗生素助長超級細菌 中正大學研發替代「抗菌敷料」奪金牌

2021-12-08

抗生素的發現拯救無數生命,卻也帶來新的危機。抗生素的濫用養出了「超級細菌」,甚至讓人類在未來面臨無藥可醫的窘境。24位來自不同學院的中正大學學生利用合成生物學,設計一款能對抗超級細菌的抗菌敷料,用物理穿透的方式殺菌,傷口癒合的同時也能避免產生抗藥性。中正學生團隊目前已開發產品原型,更參加美國國際基因工程生物機械競賽(iGEM),在全球320組隊伍中與成大、陽明交大等並列金牌。

濫用抗生素助長超級細菌,中正大學學生研發替代「抗菌敷料」。中正大學提供
濫用抗生素助長超級細菌,中正大學學生研發替代「抗菌敷料」。中正大學提供

「超級細菌已是全球面臨的威脅之一,如果沒有正視它,預估2050年將會有一千萬人因為抗生素失效而沒藥可醫。」中正大學iGEM團隊成員倪詩潔說,細菌會產生抗藥性來對抗不同的抗生素,當抗生素過度或不當使用,造成細菌擁有三種以上的抗藥性時,就會變成超級細菌。

目前慢性傷口、醫療院所最常見的超級細菌就是耐藥性金黃葡萄球菌,會造成皮膚和傷口感染,嚴重時可能引發敗血症甚至死亡,也讓中正學生團隊興起研發抗菌敷料的念頭。

中正團隊採用三層複合敷料來設計產品,除了外層的PU膜保護傷口,中間層也選用幾丁聚醣、藻酸鹽材質,提高吸收滲液效果,以及最內層採用膠原蛋白讓傷口更好癒合。其中最特別的是,中正團隊更在最內層加入了「抗菌肽」和「穿透肽」,利用雙效合一的方式殺死超級細菌。

「我們的抗菌敷料與傳統抗生素的最大差異,就是透過物理的方式殺菌。」倪詩潔解釋,有些抗生素是藉由與細菌上的受體蛋白質結合,讓細菌無法生長,但也容易讓細菌突變新的受體,擋掉抗生素的攻擊。由中正團隊合成的抗菌敷料,其中的「抗菌肽」能直接破壞傷口表層的細菌細胞,而為了解決另外寄宿在人體細胞的細菌,更派出有穿透細胞功能的「穿透肽」,載送抗菌肽一同出擊,內外夾擊將躲在細胞裡的細菌一網打盡,讓殺菌效果加倍。

中正大學學生團隊研發替代「抗菌敷料」。中正大學提供
中正大學學生團隊研發替代「抗菌敷料」。中正大學提供

目前中正團隊研發的抗菌敷料,經過抑菌最小濃度測試後,能有效殺死90%的細菌。此外,比起市面上容易產生過敏反應的銀離子敷料,中正團隊研發的抗菌敷料較不會有副作用,未來更可望改良成海綿、凝膠等形態,提供更多元的治療方式,幫助容易有慢性傷口的高齡者、免疫力低下族群等。

中正大學iGEM團隊已邁入第5屆,過去4年參賽皆有亮眼表現,包括研發蛀牙風險偵測、環保材料、豬瘟、登革熱檢測等,更有部分成功申請專利。未來中正iGEM團隊也將與該校創新創業基地合作,不排除將此次研發的抗菌敷料申請專利,朝商品化前進。(地方中心徐彩媚/嘉義報導)

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