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& # 039;痴迷# 039;在抗击感染方面取得进展

安妮塔·舒克拉(Anita Shukla)是新罗德岛医院(new Rhode Island Hospital)的工程学助理教授。

罗德岛普罗维登斯(布朗大学)——安妮塔·舒克拉在年轻的时候就想成为一名医生。

“当然,就像很多工程师说的,我也喜欢数学和所有的基础科学,”舒克拉回忆说。在卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon)读本科时,她修了化学和生物医学工程双学位,这让她对能用工程专业知识解决的健康问题有了新的认识。

今天,舒克拉正在利用她的知识和“对感染的痴迷”来应对减少感染和抗击耐药疾病的挑战。作为布朗大学工程学、分子药理学、生理学和生物技术的助理教授,她正在设计实用的生物材料来解决危及生命的问题。

这项工作的一部分是重点关注医院获得性感染,这是最严重的危险之一,在美国每年造成多达9.9万人死亡。舒克拉的目标是导管相关血流感染,这是医院获得性感染最常见的类型。

她说,它们是“医院、医疗服务提供者和大多数患者的主要负担”,感染的死亡率高达12%至25%。他们可以将住院时间延长10到20天,并将每个病人的医疗费用从4000美元增加到56000美元。

舒克拉的设计生物材料实验室正在与罗德岛医院合作开发一种用于血管内导管的新型抗菌涂层,旨在对抗繁琐、昂贵、有时甚至致命的感染。

舒克拉说:“我们想开发一种涂层,既能杀死浮游(自由漂浮)细菌,又能防止细菌在表面定居。”

舒克拉和她的同事在发表于《细胞与感染微生物学前沿》(Frontiers In Cellular and Infection Microbiology)杂志上的论文中指出,当他们的聚氨酯涂层被应用,一种名为auranofin的药物被逐渐释放时,它可以在实验室测试中杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)近一个月。

她说:“我们为这篇论文收集的初步数据表明,我们确实找到了一些有希望的东西。”

右边的导管上有来自舒克拉实验室的涂层,没有细菌的迹象。

舒克拉的涂料在使用奥拉诺芬方面是独一无二的。虽然这种药物最初是用来治疗关节炎的,但人们发现它在杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和其他危险微生物方面也非常有效。此外,与更传统的抗生素不同,奥拉诺芬的作用方式使细菌很难进化出自然的耐药性。 

研究表明,这种涂层对人体血液或肝细胞没有不良影响,但在这种涂层准备用于患者之前,还需要进行更多的测试。舒克拉说:“我们希望我们在这里展示的初步结果将很快应用于临床。”

尽管9年前,舒克拉在麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)获得了化学工程博士学位,并于2013年加入了布朗大学(Brown)的教师队伍,但作为一名研究人员、教师和导师,她已经积累了不少奖项。

2019年7月,她成为美国仅有的314名获得美国总统科学家和工程师早期职业奖(PECASE)的学者之一,这是美国对处于研究生涯早期阶段的科学家和工程师的最高奖项。她还获得了海军研究办公室(Office of Naval Research)的一项研究主任早期职业资助,该办公室后来提名舒克拉担任PECASE的研究员。

舒克拉说:“得到认可是一个巨大的荣誉。”他还说,海军研究办公室“非常信任我们的工作。”

布朗·劳伦斯·拉尔森工程学院院长称舒克拉和她的实验室的工作是“独特和创新的”,因为它应用了来自广泛领域的概念来开发“在药物输送和再生医学领域未被满足的关键需求的生物材料”。

舒克拉获得了2017年院长教学优秀奖。2017届毕业生、化学与生化工程专业的萨拉·考尔斯(Sarah Cowles)说,学生们欣赏她总是“准备得极其充分,并促使学生思考课程材料之外的东西”。

舒克拉说,她在大学最喜欢的课程是ENGN 1110:生物运输和运输过程,因为她有机会与化学工程和生物医学工程专业的学生一起工作,这反映了她本科所学的专业。

在等待抗菌涂层进一步测试结果的同时,舒克拉和她的实验室正在进行其他几个项目。

一种是真菌感染,她认为这种感染没有得到研究人员足够的重视;她的实验室正在设计一种凝胶状绷带材料,以限制毒性和耐药性。当绷带敷在可能含有真菌的伤口上时,如果凝胶检测到真菌的存在,它就会向身体释放一种抗真菌物质。舒克拉说,这种绷带可以帮助在现场无法检测真菌的军事人员。

除了她的研究和教学,舒克拉还是一个积极的学生导师,特别关注于为STEM领域的其他女性提供建议。

“工程和科学领域的女性真的不够多,”她说。“通过成为这些人中的一员,让别人看到我可以成功——我在教别人,并以领导者的身份行事——这是至关重要的。这让人们觉得他们也可以这样做。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.brown.edu/news/2020-03-01/fight-infection