将抗生素和干细胞结合起来对抗骨感染

将抗生素和干细胞结合起来对抗骨感染
大鼠植入物相关感染模型建立方案。资料来源:金泽大学

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,它们自然存在于而且等,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联合治疗的疗效在种植相关骨的动物模型中."

将抗生素和干细胞结合起来对抗骨感染
通过CFU分析确定ADSCs和抗生素对种植体和软组织细菌负担的影响。(a)无治疗,(b) ADSCs-ant, (c)抗生素,(d) ADSCs。资料来源:金泽大学

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。

将抗生素和干细胞结合起来对抗骨感染
组织学分析。(A-C)福尔马林固定、h&e染色石蜡切片的显微图像。Ab提示脓肿形成。Cb表示皮质骨。白色箭头表示皮质骨部分消失。黑色箭头表示皮质骨坏死。Ca表示松质骨。(D)脓肿总面积在三个区域进行评估,包括远端螺钉霍尔、近端螺钉霍尔和两个螺钉霍尔之间的区域。(E)各组脓肿总面积。ADSCs-ant组脓肿面积明显低于未治疗组。资料来源:金泽大学

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。


进一步探索

研究人员利用富铜玻璃植入物开发了治疗骨感染的新疗法

更多信息:Junya Yoshitani等人,抗生素和抗生素负载的脂肪源性干细胞联合治疗减少大鼠植入相关感染中的脓肿形成,科学报告(2020)。DOI: 10.1038 / s41598 - 020 - 68184 - y
期刊信息: 科学报告

所提供的金泽大学
引用:将抗生素与干细胞结合以对抗骨感染(2020,10月1日)检索于2022年6月13日,从//www.puressens.com/news/2020-10-coupling-antibiotics-stem-cells-bone.html
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