在多细胞体外模型中评估银的生物功能:在植入物相关感染研究中减少动物使用
Leonardo Cecotto1,2, Daphne A C Stapels2,3, Kok P M van Kessel2
1Department of Orthopedics, University Medical Center Utrecht, Utrecht, Netherlands.
Frontiers in cellular and infection microbiology
|June 21, 2023
概括
在先进的体外模型中,银离子和纳米颗粒对植入物相关感染的疗效有限. 这些模型揭示了潜在的治疗窗口,但突出了银色的亮点.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 传染性疾病 传染性疾病
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 银离子和纳米粒子正在研究预防植入物相关感染 (IAI).
- 由于对宿主细胞的不良影响,银的临床使用受到争议.
- 缺乏全面的体外模型阻碍了对宿主-细菌和宿主-宿主相互作用的分析.
研究的目的:
- 用多细胞体外模型来评估银的疗效.
- 为了确定银离子和纳米粒子的治疗窗口.
- 评估宿主-细菌相互作用和宿主细胞对银的反应.
主要方法:
- 使用了多细胞体外模型,其中包括巨细胞,介质干细胞 (MSC) 和金黄色葡萄球菌 (S. aureus).
- 追踪细胞内细菌存活率和宿主细胞活力.
- 测量炎症标志物 (TNF-α,IL-6) 作为对银治疗的反应.
主要成果:
- 处于0.000170.017μg/ml的银离子 (AgNO3) 显示出抗菌性质,而不会影响宿主细胞的活力.
- 这些AgNO3度并没有影响S. aureus在宿主细胞内或外的生存率.
- 20纳米银纳米粒子 (AgNPs) 并没有损害巨细胞功能或细菌入侵.
- 100nm AgNPs诱导炎症 (增加TNF-α,IL-6) 当巨细胞和MSCs被共同培养时.
结论:
- 多细胞体外模型可以模拟复杂的体内场景,用于治疗查.
- 这些模型为评估抗菌生物材料提供了动物试验的替代方案.
- 这项研究发现,在复杂的宿主细胞环境中,银在解决S. aureus方面的局限性.
