慢性伤口溃疡或受伤组织开放无法痊愈。这些类型的伤口是出了名的挑战因为细菌感染等治疗金黄色葡萄球菌,或金黄色葡萄球菌。此外,对抗生素高度耐药的细菌感染,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌),是危及生命的感染的主要原因之一在医院的病人。
捍卫自己从我们的免疫系统和其他威胁,金黄色葡萄球菌可以联合起来,创造一个光滑,或生物膜在泥泞的力场本身。生物膜屏障,免疫细胞和抗生素都无法穿透和中和有害细菌。
研究人员北卡罗来纳大学医学院和联合生物医学工程系UNC-NC状态已经开发出一种新方法,它结合了9 -十六碳烯酸,庆大霉素,和非侵入性的超声波来帮助改善药在慢性伤口已经感染了吗金黄色葡萄球菌。
使用他们的新策略,人员能够降低糖尿病小鼠的具有挑战性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染的伤口94%。他们能够完全消毒伤口的几个老鼠,和其他有显著降低细菌的负担。他们的研究结果发表在细胞化学生物学。
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免费订阅“当细菌从慢性伤口没有完全清除,它把感染的高危患者复发或二次感染,”莎拉Rowe-Conlon资深作者说,博士研究副教授微生物学和免疫学。“这种治疗策略有可能改善结果,并减少复发的慢性伤口感染患者。我们是兴奋翻译这个诊所的潜力,这就是我们现在探索。”
生物膜作为物理屏障对许多种类的抗生素。小薇吉妮Papadopoulou博士研究助理教授UNC-NCSU联合生物医学工程系,好奇地想知道如果非侵入性cavitation-enhanced超声波可以创建足够的搅拌形式开放空间的生物膜促进药物传输。
液体滴可以通过超声波被激活,称之为相变造影剂(PCCA),伤口局部使用。超声波换能器是专注于伤口,打开,导致液滴内部的液体扩大和转化为微观充气微气泡,然后迅速行动。
这些微气泡的振动搅动生物膜,以及提高流体机械破坏它。最终,破坏生物膜的结合和渗透的增加药物通过生物膜允许药物来杀死细菌生物被膜与很高的效率。
“微气泡和相变超声造影剂作为当地放大器的能量,让我们准确的目标达到治疗目的身体的伤口和地区不可能与标准的超声波,“说代顿市的威廉·r·该Jr .)特聘教授和系主任UNC-NCSU联合生物医学工程系。“我们希望能够使用类似的技术来本地交付顽固的肿瘤化疗或推动新的遗传物质进入受损细胞。”
生物膜内的细菌细胞被困时,他们只剩下小获得营养和氧气。节约资源和能源,他们进入休眠或昏昏欲睡的状态。持续程序细胞的细菌,在这种状态下,非常耐抗生素。
研究人员选择了庆大霉素,局部抗生素通常无效金黄色葡萄球菌由于广泛的抗生素耐药性和可怜的活动持续程序细胞。研究人员还介绍了一种新型抗生素辅助,9 -十六碳烯酸,他们的模型。
9 -十六碳烯酸、不饱和脂肪酸是人体的天然产品,有较强的抗菌作用。脂肪酸嵌入本身进入细菌细胞的膜,和作者发现它促进抗生素的成功的进入金黄色葡萄球菌细胞,能够杀死持续程序和反向的抗生素耐药性。
总的来说,团队热衷于新的局部,非侵入性的方法,因为它可能会给科学家和医生更多的工具来对抗抗生素耐药性和减少口服抗生素的严重副作用。
“系统性抗生素,口服或静脉等,工作很好,但是经常有大风险等毒性,清除肠道微生物区系梭状芽孢杆菌感染,”Rowe-Conlon说。“使用这个系统,我们能够使局部药物工作,他们可以应用于感染的网站在非常高的浓度,没有风险的系统性交付。”
参考:陆Papadopoulou V, Sidders AE,肯塔基州,et al .克服生理障碍的改善治疗金黄色葡萄球菌感染伤口。细胞化学杂志。513 (5):2023;526. - e5。doi:10.1016 / j.chembiol.2023.04.009
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