β-桧木醇/纳米氧化锌/聚己内酯纳米纤维的体外抑菌效果及生物相容性评价

目的制备β-桧木醇/纳米氧化锌/聚己内酯(beta-hinokitiol/zinc oxide nanoparticles/polycaprolactone,β-H/Zn ONPs/PCL)纳米纤维,评价其对耐药金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus,MRSA)的体外抑菌效果及生物相容性。方法利用静电纺丝技术制备β-H/Zn ONPs/PCL纳米纤维并通过扫描电镜观察,傅里叶红外光谱仪检测其光谱特征,同时检测其透气性、降解性能等指标,考察不同载药比例的纳米纤维对MRSA的体外抑菌效果。参照医疗器械生物学评价标准实施指南,初步研究其体外生物相容性。结果在PCL纺丝液浓度(质量浓度)为16%、电压为14 k V、喷射速度为0.3 m L/h、接收距离为9 cm时制备的纳米纤维直径分布较为均匀,直径大多分布在150~350 nm,红外光谱显示各组纳米纤维在1 732 cm-1(C=O)、2 950 cm-1(C-H)附近有吸收峰。纳米纤维的透气性明显优于普通无纺布组,差异有统计学意义(P<0.05)。β-H/Zn ONPs/PCL纳米纤维在PBS缓冲液(p H=7.5)中缓慢降解。Zn ONPs制成纳米纤维后仍能增加β-H对MRSA的抑菌作用,且纳米纤维中Zn ONPs(质量浓度)的含量为1%时,纳米纤维对MRSA的抑菌效果随β-H含量的增大而增强(P<0.05),当β-H(质量浓度)含量为0.05%时,纳米纤维的抑菌效果并未随Zn ONPs含量的变化而明显改变(P>0.05)。通过MTT法细胞毒性实验、细胞粘附性实验和溶血性实验表明0.05%β-H/0.1%Zn ONPs/16%PCL组成的纳米纤维具有较好的体外生物安全性。结论 0.05%β-H/0.1%Zn ONPs/16%PCL组成的纳米纤维对MRSA有较好的体外抑菌效果,其体外生物相容性评价结果符合医疗器械生物学标准。

β-桧木醇联合替加环素对tet(X4)阳性大肠杆菌的体外协同抗菌作用

质粒介导tet(X4)基因的出现和流行,严重影响替加环素(tigecycline)对临床多重耐药细菌感染的治疗效果,急需寻找有效的佐剂遏制替加环素耐药性。本研究采用微量棋盘稀释法、时间-杀菌曲线测定β-桧木醇(β-thujaplicin)和替加环素的体外联合抗菌表征,通过测定细菌细胞膜通透性、细菌胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量、铁含量以及替加环素含量等指标,来探究β-桧木醇和替加环素联合使用对tet(X4)基因阳性大肠杆菌(Escherichia coli)的抗菌作用机制。结果表明,β-桧木醇联合替加环素对tet(X4)基因阳性大肠杆菌具有体外协同抗菌效果,且β-桧木醇在抗菌作用浓度范围内无显著溶血性和细胞毒性。机制研究发现,β-桧木醇能显著增大细菌细胞膜的通透性,降低细菌胞内铁含量,干扰铁稳态,诱导细胞内ROS显著增加,从而发挥抗菌效果。进一步研究发现,β-桧木醇可通过干扰细菌铁代谢和增大细菌细胞膜通透性,协同增强替加环素的抗菌效果。本研究结果为β-桧木醇联合替加环素治疗tet(X4)基因阳性大肠杆菌感染提供了理论和实践基础。