用激光殺死細菌。 光應對抗生素抗性病原體

世界正面臨日益嚴重的危機 抗生素耐藥性 面對。 過度使用 抗生素 在醫藥、食品工業和化妝品中導致 抗生素耐藥菌. 抗生素滲透到環境中，一些河流中的濃度超過安全水平的 300 倍，迫使病原體不斷產生抗生素耐藥性。 甚至在兒童腸道中發現了數百種細菌抗生素抗性基因。 如果沒有新的抗生素或其他解決方案，人們再次死於常見感染或目前無害的疾病的情況就會成為現實。

化學庫之外的策略是使用 物理方法 例如紫外線、伽馬輻射或熱量。 雖然這些方法可有效滅活病原體，但它們會造成嚴重的組織損傷，因此不能用於臨床實踐。

正是因為這個原因，一些科學家對這個感興趣 可見光. 在低強度下，它對組織溫和，同時具有滅活細菌、病毒和其他病原體的能力。 研究這個問題的專家對 飛秒激光發出超短光脈衝，其持續時間以飛秒為單位指定（1 飛秒是 1/1 000 000 000 000 000 秒）。

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華盛頓大學醫學院的研究人員表明，可見光範圍內的超短脈衝——波長為 415-425 nm——可以成為對抗抗生素耐藥細菌及其孢子的有效武器。

科學家們認為 激光 對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA) 和大腸桿菌進行了測試。 這些細菌對許多物理和化學影響具有很強的抵抗力。 這 激光 還在蠟樣芽孢桿菌孢子上進行了測試，蠟樣芽孢桿菌孢子會導致食物中毒並且能夠在烹飪中存活。 試驗表明， 激光 99,9% 用它處理的細菌被滅活。

研究人員解釋說，一旦他們的激光達到一定水平，它就會開始滅活病毒。 當功率增加時，它也會影響細菌。 然而，它的光對人體組織仍然是安全的。 輸出僅增加一個數量級就會殺死細胞。 所以有 特定的治療窗允許安全使用。

超短激光脈衝可滅活病原體，而不會損壞人體蛋白質和細胞。 想像一下，如果外科醫生可以在關閉傷口之前用激光對傷口進行消毒。 我認為這項技術很快就可以用於體外生物製品的消毒，在不久的將來，它還可以用於血液消毒。 主要研究作者 Shew-Wei Tsen 說，患者可以進行透析，他們的血液可以通過激光設備進行消毒。

Tsen與Samuel Achilefu教授一起研究能力多年 超短激光脈衝以殺滅病原體。 他們已經證明它們可以滅活病毒和“正常”細菌。 現在，他們與亞利桑那州立大學微生物學教授雪萊·海德爾 (Shelley Haydel) 合作，將研究範圍擴大到包括孢子和耐抗生素細菌。

病毒和細菌含有密密麻麻的 蛋白質結構. 激光通過強烈振動這些結構來使它們失活，以至於蛋白質中的一些鍵斷裂（變性）。 這種斷頭試圖盡快連接到某物，並且通常連接到與之前連接的結構不同的結構。 這樣，病原體內部的蛋白質內部和之間就會出現異常連接，導致蛋白質不再正常工作，從而病原體不再起作用。

來自人類或動物的一切都可能被病原體污染。 所有血液製品在進入患者體內之前都經過病原體檢測。 然而，問題是我們需要知道我們在尋找什麼。 如果一種新病毒在血液中傳播，就像 1970 年代和 1980 年代的 HIV 病毒一樣，它可能會隨此類產品進入血液。 超短激光脈衝是一種可用於確保血液製品不含病原體的方法。