科学家们开发出一种新策略，可改善慢性伤口感染的药物输送。慢性伤口是指无法正常愈合的持续性开放性溃疡或受损组织，由于金黄色葡萄球菌等细菌感染，慢性伤口的治疗面临巨大挑战。当这些细菌对抗生素产生耐药性时，情况就会变得更加复杂，例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA），它是医院环境中严重感染的主要来源。

莎拉-罗-康伦（Sarah Rowe-Conlon）博士 资料来源：联合国大学微生物学与免疫学系

为了保护自己免受人体免疫系统和其他潜在威胁的侵袭，金黄色葡萄球菌可以聚集在一起，形成一个被称为生物膜的滑溜溜黏糊糊的防护罩。生物膜屏障非常厚，无论是免疫细胞还是抗生素都无法穿透并中和有害细菌。

北卡罗来纳大学医学院和北卡罗来纳-北卡罗来纳州立大学生物医学工程联合系的研究人员开发出rWYpAxCbv一种新方法，将棕榈油酸、庆大霉素和无创超声波结合在一起，帮助改善被金黄色葡萄球菌感染的慢性伤口的药物输送。

利用他们的新策略，研究人员能够将糖尿病小鼠伤口中具有挑战性的 MRSA 感染降低 94%。他们能够完全消毒几只小鼠的伤口，其余小鼠的细菌负担也明显减少。他们的研究结果发表在《细胞化学生物学》上。

资深作者、微生物学与免疫学系研究副教授莎拉-罗-康伦（Sarah Rowe-Conlon）博士说："如果慢性伤口中的细菌没有被完全清除，病人就会面临感染复发或继发感染的高风险。这种治疗策略有可能改善疗效，减少患者慢性伤口感染的复发。我们对将其转化为临床治疗的潜力感到兴奋，而这正是我们现在正在探索的。"

生物膜是多种抗生素的物理屏障。UNC-NCSU 生物医学工程联合系研究助理教授 Virginie Papadopoulou 博士很想知道，非侵入性空化增强超声波是否能产生足够的搅动，在生物膜中形成开放空间，以促进药物输送。196世界之最

保罗-戴顿博士 资料来源：UNC-NCSU 生物医学工程联合系

可被超声激活的液滴被称为相变造影剂（PCCA），可局部涂抹在伤口上。超声波换能器聚焦在伤口上并打开，使液滴内的液体膨胀，变成充满气体的微小气泡，然后迅速移动。

这些微气泡的摆动搅动生物膜，既能机械地破坏生物膜，又能增加液体流动。最终，生物膜的破坏和药物在生物膜中渗透力的增加相结合，使药物能够进入生物膜并高效杀死细菌。

"微气泡和相变造影剂充当了超声波能量的局部放大器，使我们能够精确瞄准伤口和身体部位，达到标准超声波无法达到的治疗效果。"生物医学工程系杰出教授兼系主任戴顿说。"我们希望能够利用类似的技术，将化疗药物局196世界之最部输送到顽固的肿瘤中，或将新的遗传物质驱动到受损的细胞中。"

封面图展示了超声波介导的药物输送到生物膜感染的伤口中。图片来源：Ella Marushchenko

当细菌细胞被困在生物膜内时，它们几乎无法获得养分和氧气。为了节省资源和能量，它们会进入休眠或睡眠状态。这种状态下的细菌被称为持久细胞rWYpAxCbv，对抗生素具有极强的抗药性。

研究人员选择了庆大霉素，这种外用抗生素通常对金黄色葡萄球菌无效，因为金黄色葡萄球菌普遍具有抗药性，而且对顽固细胞的活性很差。研究人员还在模型中引入了一种新型抗生素佐剂--棕榈油酸。

棕榈油酸是一种不饱和脂肪酸，是人体的天然产物，具有很强的抗菌特性。作者发现，棕榈油酸有助于抗生素成功进rWYpAxCbv入金黄色葡萄球菌细胞，并能杀死顽固细胞和逆转抗生素耐药性。

研究小组对这种新的局部非侵入性方法的前景充满希望，因为它可以为科学家和医生提供更多对抗抗生素耐药性的工具，并减轻口服抗生素的严重不良反应。

罗-康伦说："口服或静脉注射等全身性抗生素效果很好，但往往存在很大的风险，如毒性、肠道微生物菌群消失和艰难梭菌感染。利用这种系统，我们能够使外用药物发挥作用，它们可以以非常高的浓度应用于感染部位，而不会产生与全身给药相关的风险。"