新抗生素的开发已经停滞——随着世界进入抗生素耐药性时代，需要新的策略。为了应对这一挑战，劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们发现，合成抗菌矿物质对局部MRSA感染表现出强大的抗菌活性，并增加伤口愈合的速度。

　　耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染是由一种葡萄球菌引起的，这种葡萄球菌对许多用于治疗普通葡萄球菌感染的抗生素产生了抗药性。

　　先前的研究表明，天然粘土在杀死耐抗生素细菌方面是有效的。然而，这些天然粘土变化太大，不能用于临床。

　　“我们的研究表明，合成抗菌矿物质可以成功消除局部伤口中的MRSA生物膜，提高伤口愈合率，”LLNL科学家基思莫里森说，他是发表在《科学报告》上的一篇论文的主要作者。

　　“基于矿物的协同地球化学反应用于抗菌应用的探索仍处于起步阶段，需要进一步研究将这项技术转化为临床环境。”

　　历史上一直使用金属来对抗微生物感染，其中银和铜的应用最受关注。铁已被证明可以限制细菌生长，但如果摄入过量则会产生毒性。

　　传统上，伤口中过量的铁被认为是伤口愈合的负面结果，因为它加速了细菌生长和生物膜感染的形成，同时促进了活性氧(ROS)产生的毒性。伤口中过量铁的螯合已被用作限制细菌生长和促进伤口愈合的策略，但这种方法的成功受到限制。

　　具有铁基抗菌活性的天然粘土矿物的发现表明，维持亚铁和活性氧的地球化学反应可以作为有效的抗菌剂。

　　这些天然沉积物中的抗菌区由蒙脱石粘土和硫化铁(黄铁矿)组成，当它们达到新的化学平衡时，会经历一连串的氧化还原反应。与通常认为过量铁和活性氧与慢性伤口愈合延迟和负面结果相关的假设相比，这种“矿物质铁超载”治疗抗生素耐药感染的策略似乎违反直觉。

　　然而，来自天然粘土和有限动物模型MRSA感染的轶事证据表明，这些抗菌矿物混合物可能促进伤口愈合，同时杀死抗生素耐药感染。

　　由于矿物学和抗菌活性的巨大差异，以及在伤口护理中产生不同结果的有毒金属杂质的存在，这些天然矿床的临床应用已被证明是困难的。

　　最近合成的抗菌矿物质具有模仿天然矿物质的特性，被证明可以成功杀死ESKAPE病原体(肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌)，提供化学纯度和一致的剂量，可按比例用于制药生产。

　　合成抗菌矿物系统也可以调整为具有不同的反应速率，可以在水合状态下将亚铁和活性氧的生产维持在特定浓度数天至数周。这种对浓度和反应性的调节和控制是不可能单独应用金属溶液的。控制金属溶液溶解度和形态的材料是制造临床有效的金属基抗菌剂所必需的。

　　莫里森说:“这些结果为‘铁超载’策略提供了证据，通过不同的地球化学反应来维持铁的释放和ROS的产生，从而打破慢性伤口损伤循环，从而对抗抗生素耐药性感染。”

　　“这些矿物质可能与各种自组装的纳米材料、聚合物和3d打印伤口敷料兼容，可用于控制和调整新型抗菌机制。”

　　这项技术已经申请了专利，莫里森的研究团队正在寻找行业合作伙伴，帮助将这种新型抗菌方法商业化。