新的组织一毫米一毫米地穿过伤口,直到闭合皮肤病变。很快,在最好的情况下,膝盖擦伤、手指割伤或烧伤水泡就看不到了。但慢性伤口则不然:如果四个星期后伤口仍未愈合,则存在伤口愈合障碍。有时,看似无害的组织损伤可能会发展成永久性的健康问题,甚至血液中毒。
治疗特别困难,因为知道如何保护自己的细菌完美地定居在这里。这些细菌形成生物膜,这是各种脓病原体的顽固化合物。为了保护自己,它们会产生一层粘液,将自己附着在表面上。抗生素或消毒剂已达到其极限,因为它们无法接触到危险的细菌。
来自Empa和波士顿麻省理工学院(MIT)的一个团队目前正在开发一种伤口敷料,该敷料使用“好”益生菌来对抗生物膜。研究人员最近在《微生物与感染》杂志上发表了概念证明。
由来自圣加仑Biointerfaces实验室的Empa研究人员QuunRen领导的团队使用活益生菌来制作新敷料。它们存在于健康的肠道菌群中,在酸奶和奶酪等食品的生产中发挥着重要作用。“所使用的益生菌乳酸杆菌具有生物相容性,并通过产生乳酸来创造酸性环境,”作为Empa访问科学家为该项目贡献临床专业知识的医生李志浩说道。
他说,这是为了将慢性伤口中不利的碱性pH值推向正确的方向,即酸性方向。“在我们的实验室实验中,细菌能够在培养基中诱导pH值达到4的强酸性,”任群说。同时,益生菌在研究条件下促进人成纤维细胞的迁移。
最后,有益细菌被整合到敷料中,保护慢性伤口免受进一步感染。这也使得活的乳酸杆菌能够在受保护的环境中产生乳酸。根据需要,敷料以受控且稳定的方式将酸性产物释放到环境中。
在实验室测试中,含有集成益生菌的敷料材料能够完全去除培养皿中皮肤病原体的典型生物膜。现在的问题是:含有有益菌的敷料也能通过人体皮肤的测试吗?
研究人员在小组织样本上制造了直径为两毫米的人工伤口,并让伤口病原体铜绿假单胞菌的生物膜生长。在这个人体皮肤感染的三维模型中,含益生菌的敷料将病原体的数量减少了99.999%。此外,研究人员还证明益生菌不会伤害人体皮肤细胞并引发细胞炎症反应的产生。
任群表示,在概念验证之后,对作用机制的进一步分析将有助于开发有益细菌作为“活”敷料的潜力