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麻省理工学院的科学家报告说，通过提供抗生素药物和益生菌的组合，他们可以根除两种经常感染伤口的耐药细菌。为了达到这个目的，他们将益生菌包裹在海藻酸盐的保护层中，海藻酸盐是一种生物相容性材料，可以防止益生菌被抗生素杀死。
该小组的研究(“以生物膜为灵感的益生菌胶囊治疗复杂感染”)发表在《先进材料》杂志上。
“抗菌素耐药性的出现对卫生保健构成重大挑战。益生菌提供了一种潜在的替代治疗方法，但往往与抗生素本身不相容，降低了它们的整体治疗效用。这项研究使用生物膜激发的益生菌胶囊提供临时的抗生素保护，使益生菌和抗生素能够共同使用，”研究人员写道。
益生菌被包裹在藻酸盐中，藻酸盐是假单胞菌生物膜的关键组成部分。在暴露于抗生素妥布霉素后，包裹的益生菌的生长和代谢活动不受妥布霉素的影响，它们比游离益生菌具有4 log的生存优势。这是由于海藻酸盐珠的外围被妥布霉素隔离，阻止其扩散到核心，但又允许益生菌的副产品向外扩散。
“研究表明，用妥布霉素联合包裹的益生菌进行共培养，可以完全根除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌，这两种细菌是慢性创伤中最常见的细菌。”
“现在有太多的细菌对抗生素产生抗药性，这对人类健康是一个严重的问题。”我们认为治疗它们的一种方法是封装活益生菌，让它发挥作用。
研究人员说，如果这种益生菌/抗生素的组合在未来的动物和人类试验中被证明是成功的，那么它可以被用于伤口的敷料，在那里它可以帮助治愈感染的慢性伤口。
Robert Langer、科学博士cari jo clark。他是戴维h科赫研究所(David H. Koch Institute)的教授，也是科赫研究所的成员，也是这篇论文的资深作者。李志浩，前麻省理工学院访问科学家，是这项研究的主要作者。
李说，科学家之前已经测试过将益生菌应用于慢性伤口的想法，他们在烧伤患者的研究中取得了一些成功。然而，益生菌菌株通常无法对抗感染伤口中的所有细菌。将这些菌株与传统抗生素结合使用将有助于杀死更多的致病菌，但抗生素也可能杀死益生菌。
麻省理工学院的研究小组设计了一种方法，通过封装益生菌来解决这个问题，这样它们就不会受到抗生素的影响。他们选择海藻酸盐，部分原因是海藻酸盐已经用于慢性伤口的敷料中，它有助于吸收分泌物，保持伤口干燥。
此外，研究人员还发现藻酸盐是细菌形成的生物膜的一种成分，这种生物膜可以保护细菌免受抗生素的侵害。
“我们研究了生物膜的分子组成，发现海藻酸盐对于假单胞菌感染非常重要，因为它能抵抗抗生素，”李说。“然而，到目前为止，还没有人利用这种能力来保护好细菌免受抗生素的侵害。”
在这项研究中，研究人员选择了一种名为Bio-K+的商业益生菌，它由三种乳酸菌菌株组成。已知这些菌株可以杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。它们的具体作用机制尚不清楚，但有一种可能性是，这些病原体容易受到益生菌产生的乳酸的影响。
另一种可能性是，益生菌分泌抗菌肽或其他蛋白质，杀死病原体或破坏其形成生物膜的能力。
研究人员将胶囊化的益生菌与抗生素妥布霉素(tobramycin)一起服用，他们之所以在其他经过测试的抗生素中选择妥布霉素，是因为它能有效杀死铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，这是伤口感染中常见的另一种菌株。在实验室培养皿中培养的MRSA和铜绿假单胞菌暴露于包膜生物k +和托布霉素的联合作用下，清除所有病原菌。
“这是一个相当剧烈的影响，”Jaklenec博士说。“它彻底消灭了细菌。”
当他们用未封装的益生菌做同样的实验时，益生菌被抗生素杀死，使得MRSA细菌得以存活。
“当我们只使用一种成分时，无论是抗生素还是益生菌，都无法根除所有的病原体。”这在临床环境中是非常重要的，因为你的伤口上有不同的细菌，抗生素不足以杀死所有的细菌。
研究人员设想，这种方法可以用于开发新型绷带或其他嵌入抗生素和海藻胶囊益生菌的伤口敷料。在此之前，他们计划在动物身上，甚至可能在人类身上，进一步测试这种方法。
“海藻酸盐的好处是它得到了fda的批准，我们使用的益生菌也得到了批准，”李说。“我认为益生菌可能会在未来给伤口治疗带来革命性的变化。”通过我们的工作，我们扩大了益生菌的应用可能性。
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