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原位负载抗生素的铜-单宁酸配位纳米微球:靶向生物膜用于慢性骨髓炎的治疗

 

Authors Ren Z , Zhang Y, Liu Y , Wang G

Received 8 July 2025

Accepted for publication 2 November 2025

Published 11 November 2025 Volume 2025:20 Pages 13641—13659

DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S548765

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Editor who approved publication: Prof. Dr. Dongwoo Khang

目的:慢性骨髓炎的治疗常因生物膜的形成导致抗生素耐药,面对日益严峻的抗生素耐药局势,寻找新型抗菌材料以提高或替代抗生素的抗菌活性成为应对策略之一。为解决这一问题,我们通过一种简便的合成方法,成功构建了一种化学与结构稳定性良好的万古霉素--单宁酸(Van@CuTA)抗生素缓释体系,旨在靶向细菌并抑制生物膜的形成。

方法:将单宁酸(TA)、铜离子(Cu²)和盐酸万古霉素(Van)混合,并在低温下搅拌,制备Van@CuTA纳米微球。采用牛津杯法和活死细菌染色法,评估其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抗菌活性。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察,评估其抗生物膜活性。与MG-63细胞共培养后,采用MTT法评估细胞活力,通过蛋白质免疫印迹法(WB)和碱性磷酸酶(ALP)染色检测成骨活性。构建兔胫骨骨髓炎体内模型,进一步验证Van@CuTA治疗骨髓炎的效果。

结果:所制备的纳米微球具备药物释放性能,TA从载体中释放出来,可抑制细菌生物膜的形成。体内实验表明,通过将TA包裹在纤维蛋白中并实现其持续释放,随后依次释放VanCu²,可直接根除MRSA,从而抑制MRSA生物膜的形成。此外,Van@CuTA能够有效促进细胞增殖和骨生成。Van@CuTA是一个多功能体系,整合了生物膜靶向、药物释放、抗菌活性以及类铜死亡细菌杀伤机制。

结论:本研究为研发针对MRSA所致慢性骨髓炎的抗菌药物,提供了一种全新且颇具潜力的策略。

关键字:生物膜、骨髓炎、铜离子、成骨作用、抗菌材料