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随着细菌耐药性的不断出现和加重，针对耐药菌感染和菌膜这类难以用传统抗生素治疗的临床医疗问题，需要发展新型高效快速的杀菌方法。近日，北京航空航天大学生物医学工程高精尖中心医用光子学研究所李介博副教授、洪维礼副教授和北京大学医学部陈香梅副教授等人在领域内高水平期刊《SCIENCE CHINA-Materials》（分区Q1，IF: 6.098，材料科学领域排名61/314）发表了题为“Rapid eradication of antibiotic-resistant bacteria andbiofilms by MXene and near-infrared light through photothermal ablation”的研究论文。该研究采用新型二维材料MXene与近红外激光相结合，实现了在20分钟内对细菌以及菌膜的快速高效杀除。
为了测试该方案的广谱抗菌性，作者对包括耐药性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐万古霉素肠球菌(VRE)等多种耐药菌进行了快速灭菌实验。发现二碳化三钛类的MXene与808 nm激光的组合，对所测试的15种细菌均展现出显著的抗菌特性。并且该杀菌方案可通过破坏菌膜结构杀灭深层细菌，快速清除由MRSA所形成的菌膜。此外，对抗菌机理的研究显示，MXene和近红外激光主要是通过物理性的MXene插入及接触和光热效应杀死细菌，从而可以显著地降低细菌耐药性的产生。本工作提出了一种物理性清除多种耐药菌和菌膜的方案，并扩展了新型二维材料MXene在生物医学领域和临床上的潜在应用范围。
北航生物与医学工程学院在读博士吴凡和北京大学医学部在读硕士郑惠玲为该论文第一作者，洪维礼副教授、李介博副教授和北京大学医学部陈香梅副教授为通讯作者，北京航空航天大学生物医学工程高精尖中心与生物与医学工程学院为第一单位。基于该成果的技术已申请并授权国家发明专利，北京航天航天大学为第一单位。该研究成果得到了北航生物医学工程高精尖创新中心经费、国家自然科学基金、北京市自然科学基金，以及北航“青年拔尖”计划经费的大力支持。
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