一种用于3D打印的聚合物配方可以有效解决有害真菌

    诺丁汉大学的科学家开发了一种控制有害真菌的新方法，而无需使用化学生物活性物质，如杀菌剂或抗真菌剂。

    在《科学进展》上发表的一篇论文中，大学的专家展示了他们如何开发出解决真菌的创新解决方案，方法是使用（甲基）丙烯酸酯聚合物涂层阻止真菌附着在表面上，从而消除了使用潜在有害物质（抗真菌药或其他生物活性化学品）的需要。

    该聚合物溶液既可以作为农作物的喷雾剂来预防真菌感染，也可以作为基于喷墨的3D打印的材料配方来使用。 然后可以将其用于3D打印医疗设备，以防止真菌在其表面形成。

设计替代的真菌控制策略

    在论文中，研究人员解释说，真菌会在全球范围内引起各种严重的社会和经济问题。 研究指出：“人类的真菌感染与高死亡率（住院患者约50％）有关，每年造成超过150万人死亡。”

    真菌不仅导致人类致命疾病，还破坏了粮食作物，破坏了宝贵的产品和材料。 因此，制定预防措施已使全球抗真菌/杀菌剂产业的产值达到约300亿美元。 然而，关于杀真菌剂和抗真菌剂的使用有严格的规定，并且真菌对这些试剂的抵抗力也不断增强。

    “抗真菌药和杀真菌剂是我们抵抗真菌的第一道防线。 但是，目前已获批准的药剂库的功效正受到耐药性的侵蚀。 耐药性问题，严格的抗真菌/杀菌剂法规以及过度使用化学药品引起的对人类和环境健康问题的关注日益加重，凸显了对真菌控制的替代性，可持续策略的需求。”

    作为回应，诺丁汉大学生命科学学院，药学学院和工程学院的研究团队已经开发出一种新型的解决真菌的方法，该研究对此进行了详细介绍。 该方法包括使用（甲基）丙烯酸酯聚合物涂层被动地阻断（即，没有杀灭作用）真菌附着在表面上，因此不需要使用潜在有害的抗真菌剂或其他生物活性化学品。

    在先前研究的协助下，研究小组能够鉴定出对真菌有效的不同杀真菌剂组合，并且对防止****真菌的防腐作用有了新的认识。

    尽管这些进展意味着减少某些杀真菌剂和化学药品的使用，但围绕使用的日益严格的法规阻止了仍依赖生物活性剂的技术的采用，而耐药性的传播则使问题更加恶化。 因此，用于对抗真菌的潜在的无生物活性的技术对该行业极具吸引力。

    诺丁汉团队的解决方案展示了另一种真菌控制策略，该策略没有杀菌剂的“杀灭作用”。 他们确定了能够抵抗包括病原体在内的各种真菌附着的聚合物。然后，该小组的研究人员以高通量筛选了数百种（甲基）丙烯酸酯聚合物，确定了几种可减少人类病原体白色念珠菌，农作物病原体灰葡萄孢以及其他形式真菌附着的物质。 聚合物包含与真菌附着力弱相关的某些化学特征。 该材料也无毒，支持其被动使用。

3D打印如何证明在防止医疗器械真菌堆积中不可或缺

    接下来，该团队开发了一种由聚合物材料制成的配方，用于基于喷墨的3D打印，然后可用于制造人类专用的医疗设备。 这对于预防白色念珠菌的积累非常有用，白色念珠菌是一种在胃肠道和口腔中发现40-60％的健康成年人的致病性酵母菌。 人类病原体，例如白色念珠菌，有可能在人类使用的生物医学装置上形成生物膜（一个微生物群落）。

    因此，患者不得不定期更换诸如假肢之类的装置，这是一种放置在食道和气管之间的单向阀，有助于定期恢复言语。 然而，由研究小组开发的聚合物混合物制成的所述医疗设备的3D打印迭代可以潜在地防止真菌在医院和患者医疗设备上堆积。

   确实，研究人员发现，与商业材料相比，带有聚合物混合物的3D打印假体组件显示白色念珠菌生物膜减少了100％。 此外，喷雾涂层的叶片表面可抵抗真菌感染，且无植物毒性。

    该大学生命科学学院的西蒙·艾弗里（Simon Avery）教授和该论文的首席研究员表示：“这是第一项高通量研究抗真菌附着的高分子化学方法。 迄今为止，我们与业界的合作已经突出表明，显然需要一种新的方法来控制真菌及其所引起的主要社会经济问题，因为现有的使用生物活性物质（抗真菌剂，杀真菌剂）的策略的价值会随着耐药性和法规的不断增加而受到侵蚀。”

具有抗菌材料的3D打印医疗设备

    许多研究人员和组织已转向开发用于3D打印医疗设备和植入物的抗菌细丝和材料。 例如， 西班牙专注于塑料的研究中心 Andaltec 最近宣布，它将开发一套新的活性聚合物，用于医疗设备的3D打印。 这个名为PoliM3D的项目将看到 FDM 3D打印机 的新型 抗菌和止痛丝 的特性 。 这些新的细丝将用于生产针对个别患者的定制植入物，假体和手术工具。 此外， 谢菲尔德大学的 科学家 已将抗菌性能整合到聚合物粉末中，以制造出 能够抵抗传染病的3D打印部件 。

    NASA 还在 国际空间站 （ISS） 上 测试并资助开发 用于 医疗设备 的 抗菌3D打印材料 。 这些材料由 位于美国的智利3D打印材料公司 Copper 3D 开发 。