面部和顱骨的骨骼可能因多種疾病而受到影響，包括腭裂缺陷、創(chuàng)傷性損傷、癌癥和假牙骨質(zhì)流失。雖然骨替代物通常用于再生缺失的組織，但它們?nèi)菀资艿郊毦腥?。在一項新的研究中，研究人員調(diào)查了由茶樹制成的麥盧卡蜂蜜是否可用于抵抗細菌感染和促進骨骼生長。

骨植入物占所有醫(yī)院感染的45%，阻礙愈合。通常，這些植入物由含有細胞外基質(zhì)成分的生物材料制成，這些成分為細胞提供結(jié)構(gòu)支持的分子。然而，研究人員通常使用金屬植入物或合成聚合物來研究骨缺陷和感染。因此，對生物材料如何應(yīng)對感染的理解存在差距。

“想象一下，一種金屬與由細胞外基質(zhì)成分組成的柔軟多孔的東西。它們具有非常不同的特征，“哈雷實驗室的前研究生，該論文的第一作者Marley Dewey說。“使用我們的支架，這是第一篇研究這些材料如何被感染的論文。

研究人員使用膠原蛋白支架來研究是否可以加入麥盧卡蜂蜜來抑制銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌的生長，這兩種細菌通常會感染骨傷口。

“在各種會議上，我看到研究人員談?wù)撊绾问褂锰烊谎苌牧洗婵股?，?guī)避抗生素耐藥性問題。此外，當(dāng)我查看文獻時，我發(fā)現(xiàn)聲稱麥盧卡蜂蜜可能有用的研究，“杜威說。

在這項研究中，研究人員以兩種不同的方式將麥盧卡蜂蜜添加到支架中：摻入和浸泡。在第一種方法中，他們將蜂蜜添加到膠原蛋白懸浮液中并將它們混合在一起。然后使用懸浮液來制造在其結(jié)構(gòu)中嵌入蜂蜜的支架。在第二道工序中，將制備好的膠原蛋白支架浸泡在麥盧卡蜂蜜中40小時。在這兩種情況下，他們都測試了添加麥盧卡蜂蜜是否對骨骼生長和細菌感染有影響。

“我們專注于表征間充質(zhì)干細胞反應(yīng)，這對骨修復(fù)很重要，因為這些細胞分化形成骨骼，”杜威說。“我們首先測試了不同濃度的蜂蜜，以找到我們需要使用的理想濃度。

他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)支架浸泡在5%的蜂蜜中時，礦物質(zhì)形成和骨保護素的產(chǎn)生更高，所有這些都表明骨產(chǎn)量增加。然而，較高濃度的蜂蜜會導(dǎo)致骨骼健康下降。此外，浸泡過的腳手架比合并的腳手架效果更好，盡管原因尚不清楚。

接下來，研究人員測試了銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌的生長是否受到麥盧卡蜂蜜的抑制。為此，他們將紙盤浸泡在不同濃度的蜂蜜中，并將它們添加到細菌草坪中。令他們驚訝的是，沒有一種濃度能夠阻止細菌生長。同樣，蜂蜜浸泡的支架無法阻止細菌生長，即使細菌無法附著在這些表面上。

“我們用掃描電子顯微鏡測量了細菌的生長;通過使用代表性圖像，我們能夠計算細菌的數(shù)量，“杜威說。

由于文獻中的主張，研究人員最初希望添加抗生素有助于抑制細菌生長。然而，他們再次感到驚訝。“令人驚訝的是，我們需要十倍的抗生素來殺死細菌，有些仍然存活下來，”杜威說。“當(dāng)使用金屬植入物時，可能很容易殺死細菌。然而，我們的膠原蛋白支架似乎為細菌提供了保護環(huán)境，造成了一個大問題。

杜威希望盡快建立自己的實驗室，在那里她將繼續(xù)研究如何使用生物材料來預(yù)防感染。“我想創(chuàng)建其他人可用于植入物感染的模型。我也有興趣了解細菌如何與支架中的細胞相互作用，以及為什么它們對支架結(jié)構(gòu)中的抗生素如此耐藥，“杜威說。

“這項工作是在IGB主題的幫助下實現(xiàn)的，”Brendan Harley(RBTE負(fù)責(zé)人/ EIRH)，Robert W. Schaefer化學(xué)和生物分子工程教授說。“引入IGOH的成員Alan Collins在細菌培養(yǎng)工作中至關(guān)重要。他幫助我們獲得了完成這項研究所需的專業(yè)知識。

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