城大開創新技術 有效防止手術後細菌感染


香港城市大學(城大)材料工程專家朱劍豪講座教授及其團隊成功研發電容塗層,透過持續充電殺滅細菌,可應用於骨科植入材料如人工關節及植牙物料,這項創新技術能減低病者手術後受感染的風險,加速康復。

朱教授為城大物理學系及材料科學及工程學系講座教授,他領導的研究團隊取得突破,發現二氧化鈦碳納米管以低電流充電後,能產生持續殺滅細菌功效,研究成果剛於國際著名期刊《自然通訊》上發表。

研究團隊過往已成功研發以高伏特電壓等離子體為傷口殺菌的技術,今次改良有關技術至可應用於人體內的植入材料,並以大腸桿菌、金黃葡萄球菌、綠膿桿菌和表皮葡萄球菌等容易在植入物料上滋生的細菌進行測試。朱教授指出,研究發現只需以低於2伏特電壓的直流電,將二氧化鈦碳納米管充電15分鐘,便可殺滅細菌。

朱教授解釋,塗層的正極表面可有效破壞細菌的細胞膜,殺死細菌,但不影響人體的正常細胞。研究發現電容塗層對以上細菌的殺滅效能超過九成,並可持續逾五小時;殺菌效能更可透過持續充電而維持數星期以上。

他續稱,在骨科手術中,只要於植入材料如人工關節或植牙物料,加上電容塗層及內置的微型充電裝置,或利用無線充電,就可避免傷口在手術後受感染;當傷口痊癒後,則毋須再充電,整個康復過程不會對病人造成影響。

朱教授說:「這一研究成果令我們十分鼓舞。現時在手術後初期,病人一般須服用抗生素等藥物,預防傷口受細菌感染,但可能出現耐藥性或其他副作用。這項以電容塗層殺菌的技術既無副作用,亦可儲存電容,抗菌效果能維持一段時間,有助減少因細菌感染而出現併發症,造福病人,是重大科技突破。」

此外,電容塗層也可避免細菌積聚及形成生物膜,減少對抗生素等藥物產生耐藥性。

這項研究名為「直流或交流充電後的電容性二氧化鈦碳納米管抗菌平台」。朱教授指研究初步成效非常理想,須進行臨床實驗,期望日後可應用在醫學療程上。

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