据《美国化学学会杂志》报道，来自瑞典皇家理工学院、卡罗林斯卡学院和卡罗林斯卡大学医院的研究人员称，这种新疗法是基于特殊开发的水凝胶，这些水凝胶由称为树突大分子的聚合物组成。

KTH教授迈克尔·马尔科说，这种水凝胶喷洒在伤口上时是自发形成的，而且是100%可降解和无毒的。他说:“树突水凝胶是极好的伤口敷料材料，因为它们柔软、粘连和柔韧的触觉特性，可以提供理想的皮肤接触，并保持湿润的环境，有利于伤口的最佳愈合。”

水凝胶的抗菌作用尚未被完全了解，但关键在于这些大分子的结构。它的特点是有序的分支，以大量的阳离子带电接触点终止。

“细菌细胞是相互作用的，树突大分子也是如此，”他说。“当它们相遇时，细菌就不会有好结果。”

卡罗林斯卡学院的Annelie Brauner教授说，尽管不含抗生素，水凝胶显示出出色的抗菌性能，对广泛的临床细菌有效，杀死革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌，包括从伤口分离出的耐药菌株。这种物质还能减少炎症。

水凝胶对几种临床相关的感染细菌进行了测试，包括金黄色葡萄球菌(S. aureus)和铜绿假单胞菌(p. aeruginosa)。水凝胶对铜绿假单胞菌的杀灭效果为100%;杀死金黄色葡萄球菌的效果几乎相同。

细胞感染试验表明，这种凝胶不仅能有效地杀死伤口中的临床耐药细菌，还能诱导人类皮肤细胞中自然存在的抗菌肽(或内源性抗生素)的表达。

“这些内源性抗生素有助于对抗细菌和清除感染，”布劳纳说。“与细菌可能很快产生耐药性的传统抗生素相反，对抗菌肽的耐药性非常罕见。”

与目前市面上可用的伤口敷料水凝胶相比，水凝胶在杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)方面甚至更成功。

组成水凝胶的树枝状聚合物是基于聚乙二醇(pEG)和丙酸(双mpa)。树突状聚合物的枝条就像修剪得漂亮的苹果树，其末端有许多带正电荷的接触点，这些接触点与带负电荷的细菌细胞膜产生强烈的相互作用。

Malkoch说:“他们精心设计的分支结构和可扩展性使他们成为生物医学应用的理想支架。”

Malkoch的实验室已经用基于树突的平台针对皮肤感染进行了一年多的研究，新发表的报告称，水凝胶的合成不那么复杂，而且易于扩展。

布劳纳说:“这种凝胶在对抗耐多药细菌方面做出了突出贡献，特别是在我们正在耗尽可用抗生素的当今时代。”

Journal Reference:

Yanmiao Fan, Soumitra Mohanty, Yuning Zhang, Mads Lüchow, Liguo Qin, Lisa Fortuin, Annelie Brauner, Michael Malkoch. Dendritic Hydrogels Induce Immune Modulation in Human Keratinocytes and Effectively Eradicate Bacterial pathogens. Journal of the American Chemical Society, 2021; DOI: 10.1021/jacs.1c07492