細(xì)菌感染仍然是21世紀(jì)人類(lèi)健康的主要威脅之一。病原菌釋放出的代謝物和毒素會(huì)引發(fā)超敏反應(yīng)，從而導(dǎo)致正常組織細(xì)胞死亡、組織壞死和難以修復(fù)的傷口。目前抗生素仍然是對(duì)抗細(xì)菌感染的主要手段，而開(kāi)發(fā)新的抗生素需要大量時(shí)間和高昂的費(fèi)用，因此更好地利用現(xiàn)有抗生素是治療細(xì)菌感染的一種更可行的方法。

在過(guò)去的幾十年里，納米技術(shù)已經(jīng)被用于精確和定量地輸送抗生素，以增強(qiáng)消除病原體的效果。然而，復(fù)雜的修飾、低載藥量和載體的潛在毒性削弱了納米療法的整體療效。因此，開(kāi)發(fā)一種易于制備、低成本、高載藥量和高效的抗生素遞送系統(tǒng)以有效地根除細(xì)菌感染仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

最近，濱州醫(yī)學(xué)院、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院天津市生物醫(yī)學(xué)材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王偉偉團(tuán)隊(duì)聯(lián)合西安電子科技大學(xué)鄧宏章團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊Chemical Engineering Journal（IF=15.1）發(fā)表一篇題為“Noncovalent co-assembly of aminoglycoside antibiotics@tannic acid nanoparticles for off-the-shelf treatment of pulmonary and cutaneous infections”的文章。文中展示了氨基糖苷類(lèi)抗生素（AGs）和鞣酸（TA）可以通過(guò)靜電和氫鍵作用在水中自發(fā)共組裝，形成的納米顆粒也可作為抗菌劑。這一發(fā)現(xiàn)提供了一種簡(jiǎn)便、有效的方法來(lái)構(gòu)建即用型AGs@TA納米粒，用于臨床根除細(xì)菌感染。

氨基糖苷類(lèi)抗生素（AGs）抗生素顯示出廣譜的抗菌活性，已被用于治療皮膚和肺部感染。它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)中存在豐富的氨基和羥基，可能與其他分子發(fā)生非共價(jià)相互作用。而含有大量酚羥基的鞣酸（TA）與天然生物分子形成氫鍵，用于制備抗菌防污表面涂料。因此，作者假設(shè)AGs和TA也可以通過(guò)非共價(jià)相互作用（靜電作用、氫鍵）共同組裝成納米顆粒（圖1）。

圖1 氨基糖苷類(lèi)抗生素妥布霉素（Tob）和TA的共組裝策略

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TA可以與的AGs共組裝，誘導(dǎo)納米顆?？咕鷦┑淖园l(fā)形成。作者還通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬證明靜電相互作用和氫鍵是AGs與TA共組裝成納米顆粒的主要原因。

為了研究AGs@TA納米顆粒的抗菌效果，革蘭陽(yáng)性菌金黃色葡萄球菌和革蘭陰性菌銅綠假單胞菌被選定為菌株。用Tob@TA處理這些細(xì)菌并記錄菌落變化。Tob和Tob@TA組的抗菌效力表現(xiàn)出Tob濃度依賴性行為，高Tob濃度有更好的抗菌效力（圖2A和2B）。在相同的Tob濃度下，Tob@TA的抗菌效果優(yōu)于Tob。令人興奮的是，這兩種細(xì)菌在用Tob@TA處理后都沒(méi)有存活（圖2C）。在與Tob@TA共培養(yǎng)6小時(shí)后，幾乎所有的金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌都已經(jīng)死亡（圖2D）。而用Tob處理仍然有部分細(xì)菌存活，說(shuō)明Tob@TA對(duì)有Tob抗性的銅綠假單胞菌具有優(yōu)異的抗菌活性。

圖2 Tob@TA納米顆粒對(duì)浮游細(xì)菌的殺菌效果

為了進(jìn)一步驗(yàn)證ToB@TA納米粒在體內(nèi)的抗菌效果，作者構(gòu)建了銅綠假單胞菌感染的急性肺炎模型(圖3A)。玉研儀器YAN-30012肺部霧化給藥系統(tǒng)裝載分散在PBS中的ToB@TA并進(jìn)行為期五天的肺部定量霧化給藥。如圖3B所示，ToB@TA對(duì)銅綠假單胞菌有更好的殺菌效果。ToB@TA治療的小鼠的體溫恢復(fù)到正常范圍，與未感染的小鼠相當(dāng)(圖3C)。后續(xù)實(shí)驗(yàn)和組織切片也顯示ToB@TA處理的小鼠肺組織病理結(jié)構(gòu)與未感染小鼠無(wú)明顯差異、細(xì)菌感染消除并減輕炎癥。玉研儀器YAN-30012肺部霧化給藥系統(tǒng)在本工作中體現(xiàn)了其霧化給藥效果好、用途多樣、無(wú)創(chuàng)定量長(zhǎng)期給藥等優(yōu)勢(shì)。

圖3 Tob@TA有效根除銅綠假單胞菌引起的急性肺炎

在傷口愈合過(guò)程中，微生物感染仍然是最大的障礙之一，Tob@TA懸浮液的流動(dòng)性可能導(dǎo)致Tob@TA從創(chuàng)面流失從而降低殺菌效果?？咕z的使用可以促進(jìn)傷口愈合，作者首先在明膠結(jié)構(gòu)中引入TA增強(qiáng)了其粘附性和硬度（TA水凝膠）。為了研究Tob@TA凝膠在體內(nèi)的抗菌效果和創(chuàng)面愈合能力，還建立了銅綠假單胞菌感染小鼠創(chuàng)面模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，包埋在TA水凝膠中的ToB@TA納米粒加速了銅綠假單胞菌感染后傷口愈合（圖4A-C）。在第7天收集創(chuàng)面周?chē)募?xì)菌，在瓊脂平板上培養(yǎng)。隨后對(duì)菌落數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，Tob@TA-TA水凝膠處理傷口周?chē)你~綠假單胞菌殘留量低（圖4D）?？傮w而言，Tob@TA抗菌水凝膠具有優(yōu)異的粘附性能和抗菌功效，以及高細(xì)胞相容性，可能作為一種有前景的用于感染傷口處理的敷料。

圖4 TA水凝膠遞送的Tob@TA有效消除皮膚細(xì)菌感染，促進(jìn)傷口愈合

ToB@TA納米顆粒和ToB@TA凝膠為對(duì)抗系統(tǒng)性或區(qū)域性細(xì)菌感染提供了強(qiáng)有力的替代方案，由于其低成本、好的生物安全性和疾病治療效果，在臨床轉(zhuǎn)化方面具有很大的前景。

產(chǎn)品介紹：

玉研儀器肺部霧化給藥裝置（Microsprayer Aerosolizer）也稱(chēng)作氣管內(nèi)霧化給藥裝置，是專(zhuān)門(mén)為小鼠、大鼠、豚鼠等小動(dòng)物設(shè)計(jì)，可精確進(jìn)氣管內(nèi)霧化給藥的裝置。可將微量的液體定量通過(guò)集成在不銹鋼毛細(xì)插管中的氣溶膠霧化微噴頭霧化，毛細(xì)插管可深入動(dòng)物的氣管處，實(shí)現(xiàn)氣管內(nèi)定量霧化成氣溶膠給藥。相較于傳統(tǒng)口服或注射給藥，藥物可直接作用于肺部，適用于肺部生理、病理、藥理學(xué)研究，按給藥的狀態(tài)不同可分為液體給藥以及干粉給藥。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

• 適用于小鼠、大鼠、豚鼠、兔子等小動(dòng)物，也可定制大動(dòng)物用款；

• 氣管內(nèi)直接給藥，無(wú)首關(guān)消除，藥物全身效應(yīng)?。?/span>

• 藥物可為液體或干粉，滿足不同需求；

• 微量精確給藥，最小藥物用量25μL（液體）；

• 可用于溶液、小細(xì)胞懸浮液（直徑15μm以下）、均質(zhì)懸濁液、粘度較低的乳濁液、干粉等給藥；

• 90%藥物霧化直徑＜30μm（液體），可均勻分布于大小鼠肺部組織中；

• 使用方便，安全穩(wěn)定，采用不銹鋼材質(zhì)，堅(jiān)固穩(wěn)定耐腐蝕；

• 可用于吸入毒理學(xué)、空氣生物學(xué)、生物危害測(cè)試、吸入免疫、吸入治療、藥物研究、環(huán)境評(píng)價(jià)、危害評(píng)估和醫(yī)學(xué)防護(hù)等諸多領(lǐng)域。

玉研儀器肺部霧化給藥裝置可提供中化所專(zhuān)業(yè)粒徑分布測(cè)試報(bào)告，從報(bào)告中可以看到玉研儀器肺部霧化給藥裝置與國(guó)外進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品（已停產(chǎn)）相比，其粒徑分布高度一致。

文獻(xiàn)參考：

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