細菌感染仍然是21世紀人類健康的主要威脅之一。病原菌釋放出的代謝物和毒素會引發超敏反應，從而導致正常組織細胞死亡、組織壞死和難以修復的傷口。目前抗生素仍然是對抗細菌感染的主要手段，而開發新的抗生素需要大量時間和高昂的費用，因此更好地利用現有抗生素是治療細菌感染的一種更可行的方法。

在過去的幾十年里，納米技術已經被用于精確和定量地輸送抗生素，以增強消除病原體的效果。然而，復雜的修飾、低載藥量和載體的潛在毒性削弱了納米療法的整體療效。因此，開發一種易于制備、低成本、高載藥量和高效的抗生素遞送系統以有效地根除細菌感染仍然是一個巨大的挑戰。

最近，濱州醫學院、中國醫學科學院/北京協和醫學院天津市生物醫學材料重點實驗室王偉偉團隊聯合西安電子科技大學鄧宏章團隊在國際知名期刊Chemical Engineering Journal（IF=15.1）發表一篇題為“Noncovalent co-assembly of aminoglycoside antibiotics@tannic acid nanoparticles for off-the-shelf treatment of pulmonary and cutaneous infections”的文章。文中展示了氨基糖苷類抗生素（AGs）和鞣酸（TA）可以通過靜電和氫鍵作用在水中自發共組裝，形成的納米顆粒也可作為抗菌劑。這一發現提供了一種簡便、有效的方法來構建即用型AGs@TA納米粒，用于臨床根除細菌感染。

氨基糖苷類抗生素（AGs）抗生素顯示出廣譜的抗菌活性，已被用于治療皮膚和肺部感染。它們的化學結構中存在豐富的氨基和羥基，可能與其他分子發生非共價相互作用。而含有大量酚羥基的鞣酸（TA）與天然生物分子形成氫鍵，用于制備抗菌防污表面涂料。因此，作者假設AGs和TA也可以通過非共價相互作用（靜電作用、氫鍵）共同組裝成納米顆粒（圖1）。

圖1 氨基糖苷類抗生素妥布霉素（Tob）和TA的共組裝策略

實驗結果表明，TA可以與的AGs共組裝，誘導納米顆粒抗菌劑的自發形成。作者還通過實驗和分子動力學模擬證明靜電相互作用和氫鍵是AGs與TA共組裝成納米顆粒的主要原因。

為了研究AGs@TA納米顆粒的抗菌效果，革蘭陽性菌金黃色葡萄球菌和革蘭陰性菌銅綠假單胞菌被選定為菌株。用Tob@TA處理這些細菌并記錄菌落變化。Tob和Tob@TA組的抗菌效力表現出Tob濃度依賴性行為，高Tob濃度有更好的抗菌效力（圖2A和2B）。在相同的Tob濃度下，Tob@TA的抗菌效果優于Tob。令人興奮的是，這兩種細菌在用Tob@TA處理后都沒有存活（圖2C）。在與Tob@TA共培養6小時后，幾乎所有的金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌都已經死亡（圖2D）。而用Tob處理仍然有部分細菌存活，說明Tob@TA對有Tob抗性的銅綠假單胞菌具有優異的抗菌活性。

圖2 Tob@TA納米顆粒對浮游細菌的殺菌效果

為了進一步驗證ToB@TA納米粒在體內的抗菌效果，作者構建了銅綠假單胞菌感染的急性肺炎模型(圖3A)。玉研儀器YAN-30012肺部霧化給藥系統裝載分散在PBS中的ToB@TA并進行為期五天的肺部定量霧化給藥。如圖3B所示，ToB@TA對銅綠假單胞菌有更好的殺菌效果。ToB@TA治療的小鼠的體溫恢復到正常范圍，與未感染的小鼠相當(圖3C)。后續實驗和組織切片也顯示ToB@TA處理的小鼠肺組織病理結構與未感染小鼠無明顯差異、細菌感染消除并減輕炎癥。玉研儀器YAN-30012肺部霧化給藥系統在本工作中體現了其霧化給藥效果好、用途多樣、無創定量長期給藥等優勢。

圖3 Tob@TA有效根除銅綠假單胞菌引起的急性肺炎

在傷口愈合過程中，微生物感染仍然是最大的障礙之一，Tob@TA懸浮液的流動性可能導致Tob@TA從創面流失從而降低殺菌效果。抗菌水凝膠的使用可以促進傷口愈合，作者首先在明膠結構中引入TA增強了其粘附性和硬度（TA水凝膠）。為了研究Tob@TA凝膠在體內的抗菌效果和創面愈合能力，還建立了銅綠假單胞菌感染小鼠創面模型。實驗結果顯示，包埋在TA水凝膠中的ToB@TA納米粒加速了銅綠假單胞菌感染后傷口愈合（圖4A-C）。在第7天收集創面周圍的細菌，在瓊脂平板上培養。隨后對菌落數量進行統計，Tob@TA-TA水凝膠處理傷口周圍的銅綠假單胞菌殘留量低（圖4D）。總體而言，Tob@TA抗菌水凝膠具有優異的粘附性能和抗菌功效，以及高細胞相容性，可能作為一種有前景的用于感染傷口處理的敷料。

圖4 TA水凝膠遞送的Tob@TA有效消除皮膚細菌感染，促進傷口愈合

ToB@TA納米顆粒和ToB@TA凝膠為對抗系統性或區域性細菌感染提供了強有力的替代方案，由于其低成本、好的生物安全性和疾病治療效果，在臨床轉化方面具有很大的前景。

產品介紹：

玉研儀器肺部霧化給藥裝置（Microsprayer Aerosolizer）也稱作氣管內霧化給藥裝置，是專門為小鼠、大鼠、豚鼠等小動物設計，可精確進氣管內霧化給藥的裝置。可將微量的液體定量通過集成在不銹鋼毛細插管中的氣溶膠霧化微噴頭霧化，毛細插管可深入動物的氣管處，實現氣管內定量霧化成氣溶膠給藥。相較于傳統口服或注射給藥，藥物可直接作用于肺部，適用于肺部生理、病理、藥理學研究，按給藥的狀態不同可分為液體給藥以及干粉給藥。

產品特點：

• 適用于小鼠、大鼠、豚鼠、兔子等小動物，也可定制大動物用款；

• 氣管內直接給藥，無首關消除，藥物全身效應小；

• 藥物可為液體或干粉，滿足不同需求；

• 微量精確給藥，最小藥物用量25μL（液體）；

• 可用于溶液、小細胞懸浮液（直徑15μm以下）、均質懸濁液、粘度較低的乳濁液、干粉等給藥；

• 90%藥物霧化直徑＜30μm（液體），可均勻分布于大小鼠肺部組織中；

• 使用方便，安全穩定，采用不銹鋼材質，堅固穩定耐腐蝕；

• 可用于吸入毒理學、空氣生物學、生物危害測試、吸入免疫、吸入治療、藥物研究、環境評價、危害評估和醫學防護等諸多領域。

玉研儀器肺部霧化給藥裝置可提供中化所專業粒徑分布測試報告，從報告中可以看到玉研儀器肺部霧化給藥裝置與國外進口同類產品（已停產）相比，其粒徑分布高度一致。

文獻參考：

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