将抗生素和干细胞结合起来对抗骨感染
由植入物引起的骨感染很难治疗,通常需要长时间的抗生素治疗。在一项新的研究中,金泽大学的研究人员发现,由抗生素和含抗生素干细胞组成的联合治疗可以有效地治疗植入物相关的骨感染。
骨折通常需要植入物来稳定和有效地愈合骨折。然而,植入物会导致严重的后果骨感染如骨髓炎,只能通过长期抗生素治疗来控制。这反过来又有可能导致耐抗生素细菌的产生。目前正在大力开发新的抗生素为了研究这些耐抗生素细菌,另一种方法是研究干细胞的抗生素效应。一种是所谓的间充质干细胞,它们自然存在于骨髓而且脂肪组织等,并已被证明具有抗菌性能。
该研究的通讯作者Tamon Kabata说:“脂肪来源的干细胞(ADSCs)具有明显的优势,即在皮下脂肪组织中大量存在,因此很容易采集。”“我们研究的目标是研究ADSCs联合治疗的疗效抗生素环丙沙星在种植相关骨的动物模型中感染."
为了实现他们的目标,研究人员首先关注环丙沙星对ADSCs的影响,并发现在最初24小时内,抗生素对ADSCs的作用是有效的,时间依赖的,而且环丙沙星对干细胞的功能或活力没有不良影响。然后,研究人员在体外(在试管中)测试了抗生素负载ADSCs的抗菌活性,发现它们有效地降低了金黄色葡萄球菌的生长,金黄色葡萄球菌也是引起骨植入物相关感染的主要微生物。
但这种新方法也能减轻活体中植入物相关的感染吗?研究人员在大鼠身上进行了测试,用涂有金黄色葡萄球菌的螺钉植入骨。术后7天大鼠出现骨髓炎。然后,研究人员给动物服用以下其中一种:ADSCs装载环丙沙星,单独ADSCs,单独环丙沙星,或根本不治疗。由于骨髓炎可导致感染部位软组织肿胀和脓肿形成,研究人员量化了动物中疾病的程度,发现只有装载环丙沙星的ADSCs是一种有效的治疗方法。使用成像方式微计算机断层扫描来可视化受影响的骨骼,研究人员进一步发现,adsc负载环丙沙星减少了骨溶解或骨退化的出现,这不仅对癌症很重要骨健康,也为了植入物的稳定性。
“这些惊人的结果表明,ADSCs如何有效地装载抗生素,以发挥强大的抗菌作用。我们的研究结果提示了一种潜在的治疗植体相关骨髓炎的新疗法,仅用抗生素进行常规治疗通常是不够的,”Kabata说。