威胁生命的细菌对抗生素的耐药性越来越强，因此寻找抗生素的替代品成为一项日益紧迫的挑战。对于某些应用，一种替代方法可能是一种特殊类型的激光器。

圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员发现，发射超短脉冲的激光可以杀死耐多药细菌和耐寒细菌孢子。这一发现揭示了利用这种激光摧毁细菌的可能性，而这些细菌很难用其他方法杀死。研究人员此前已经证明，这种激光不会损伤人体细胞，因此有可能设想使用激光消毒伤口或血液制品。

“超短脉冲激光技术独特地灭活了病原体，同时保留了人类蛋白质和细胞。”第一作者、华盛顿大学马林克罗特放射学研究所(MIR)的放射学讲师Shaw-Wei(David)Tsen医学博士说：“想象一下，如果在闭合手术伤口之前，我们可以扫描整个部位的激光束，进一步减少感染的机会。我可以看到这项技术很快被用于体外生物制品的消毒，甚至在将来通过让患者透析和通过激光治疗装置来治疗血液感染。”

Tsen和资深作者SamuelAchilefu博士，MichelM.TerPogossian放射学教授和和平号生物光子学研究中心主任，多年来一直在探索超短脉冲激光的杀菌特性。他们已经证明，这种激光可以在不伤害人体细胞的情况下灭活病毒和普通细菌。在与亚利桑那州立大学微生物学教授ShelleyHaydel博士合作进行的这项新研究中，他们将研究范围扩展到了耐抗生素细菌和细菌孢子。

研究人员将激光对准耐多药金黄色葡萄球菌（MRSA）和产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌，前者可导致皮肤、肺部和其他器官感染，后者可导致尿路感染、腹泻和伤口感染。除了让人痛苦的共同能力外，MRSA和大肠杆菌是非常不同的细菌类型，代表着细菌王国的两个遥远分支。研究人员还研究了引起食物中毒和食物变质的蜡样芽孢杆菌的孢子。芽孢杆菌孢子能经受煮沸和烹调。

在所有情况下，激光杀死了99.9%以上的目标生物，使其数量减少了多倍。

病毒和细菌含有密集的蛋白质结构，可以被超短脉冲激光激发。激光通过使这些蛋白质结构振动直到它们的一些分子键断裂而杀死。断头很快就会重新连接到他们能找到的任何东西上，而在许多情况下，这些东西并不是他们以前连接的东西。结果是蛋白质内部和蛋白质之间的错误连接混乱不堪，这种混乱导致微生物中正常的蛋白质功能停滞。

“我们之前发表了一篇论文，其中表明激光功率很重要。”Tsen说：“在一定的激光功率下，我们正在灭活病毒。随着功率的增加，您开始灭活细菌。但它需要比这更高的功率，我们说的是数量级，才能开始杀死人体细胞。所以有是一个治疗窗口，我们可以在其中调整激光参数，这样我们就可以在不影响人体细胞的情况下杀死病原体。”

热、辐射和化学品（如漂白剂）可有效消毒物体，但大多数对人或生物制品的破坏性太大。通过在不损害细胞的情况下灭活各种细菌和病毒，超短脉冲激光可以提供一种使血液制品和其他生物制品更安全的新方法。

“任何来源于人类或动物的东西都可能被病原体污染，”Tsen说：“我们在向患者输血前对所有血液制品进行筛查。问题是我们必须知道我们在筛查什么。如果出现一种新的血液传播病毒，就像70年代和80年代的艾滋病毒一样，它可能会在我们知道之前进入血液供应。超短脉冲激光可能是确保我们的血液供应中没有已知和未知病原体的一种方法。”