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双重水凝胶可在抵抗细菌的同时促进骨骼生长

导读骨感染是由汽车事故,战斗伤或癌症治疗引起的手术可能引起的并发症之一。为了对抗这种类型的感染,一个研究人员团队最近开发了一种新型的双

骨感染是由汽车事故,战斗伤或癌症治疗引起的手术可能引起的并发症之一。为了对抗这种类型的感染,一个研究人员团队最近开发了一种新型的双重用途水凝胶,只需一次应用,即可同时攻击细菌并促进骨骼再生。

在研究人员佐治亚理工学院创建的水凝胶,以解决骨感染,这是很难处理的问题。这些感染通常是由于植入物而引起的,植入物可以帮助骨骼愈合。当确实发生骨感染时,需要先去除植入物,然后才能解决问题。一旦感染消失,就需要进行额外的手术来放置另一个植入物并施用刺激骨骼生长所需的蛋白质。但是,感染引起的死亡细菌会引起有害的炎症反应。

该研究的作者之一安德烈斯·加西亚(Andres J. Garcia)说:“治疗骨感染现在通常需要进行两次手术才能消除感染并治愈受伤的骨。”“我们的想法是开发一种[双功能]材料,该材料可以在一个步骤中完成所有操作。这样对患者会更好,花费更少,并减少住院时间。我们已经证明,我们可以设计水凝胶来控制抗微生物酶和再生蛋白的传递和释放。”

用自己的武器杀死细菌

为了制造水凝胶,研究人员需要使用不会触发炎症反应的材料。因此,他们选择了溶葡萄球菌素(lysostaphin),该酶通过裂解细胞壁而不会产生炎症来杀死细菌。

溶葡萄球菌素是一种称为细菌素的酶。细菌产生不同类型的这种蛋白质来保护自己免受其他细菌的侵害。溶葡萄球菌素由葡萄球菌属细菌产生,并对其致死。葡萄球菌是医疗环境中最常见的感染原因,包括进行骨外科手术室。(相关:在美国医院中,耐药葡萄球菌感染呈上升趋势。)

溶葡萄球菌素的一个问题是,它不能在体内持续很长时间。将其放入水凝胶可解决此问题,因为随着水凝胶聚合,溶葡萄球菌素可在两周内缓慢释放。

加西亚说:“通过这种策略,我们可以消除细菌,使身体重新建立正常的炎症环境,使骨骼得以愈合。”

水凝胶的另一个好处是不需要进一步的手术来去除它。它最终会在体内分解并从尿液中排出。据加西亚(Garcia)称,数周后,水凝胶从体内消失,被愈合的组织所取代。

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