评估麦卢卡蜂蜜对胶原蛋白支架的影响

面部和颅骨的骨骼可能因多种疾病而受到影响，包括腭裂缺陷、创伤性损伤、癌症和假牙骨质流失。虽然骨替代物通常用于再生缺失的组织，但它们容易受到细菌感染。在一项新的研究中，研究人员调查了由茶树制成的麦卢卡蜂蜜是否可用于抵抗细菌感染和促进骨骼生长。

骨植入物占所有医院感染的45%，阻碍愈合。通常，这些植入物由含有细胞外基质成分的生物材料制成，这些成分为细胞提供结构支持的分子。然而，研究人员通常使用金属植入物或合成聚合物来研究骨缺陷和感染。因此，对生物材料如何应对感染的理解存在差距。

“想象一下，一种金属与由细胞外基质成分组成的柔软多孔的东西。它们具有非常不同的特征，“哈雷实验室的前研究生，该论文的第一作者Marley Dewey说。“使用我们的支架，这是第一篇研究这些材料如何被感染的论文。

研究人员使用胶原蛋白支架来研究是否可以加入麦卢卡蜂蜜来抑制铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的生长，这两种细菌通常会感染骨伤口。

“在各种会议上，我看到研究人员谈论如何使用天然衍生材料代替抗生素，规避抗生素耐药性问题。此外，当我查看文献时，我发现声称麦卢卡蜂蜜可能有用的研究，“杜威说。

在这项研究中，研究人员以两种不同的方式将麦卢卡蜂蜜添加到支架中：掺入和浸泡。在第一种方法中，他们将蜂蜜添加到胶原蛋白悬浮液中并将它们混合在一起。然后使用悬浮液来制造在其结构中嵌入蜂蜜的支架。在第二道工序中，将制备好的胶原蛋白支架浸泡在麦卢卡蜂蜜中40小时。在这两种情况下，他们都测试了添加麦卢卡蜂蜜是否对骨骼生长和细菌感染有影响。

“我们专注于表征间充质干细胞反应，这对骨修复很重要，因为这些细胞分化形成骨骼，”杜威说。“我们首先测试了不同浓度的蜂蜜，以找到我们需要使用的理想浓度。

他们发现，当支架浸泡在5%的蜂蜜中时，矿物质形成和骨保护素的产生更高，所有这些都表明骨产量增加。然而，较高浓度的蜂蜜会导致骨骼健康下降。此外，浸泡过的脚手架比合并的脚手架效果更好，尽管原因尚不清楚。

接下来，研究人员测试了铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的生长是否受到麦卢卡蜂蜜的抑制。为此，他们将纸盘浸泡在不同浓度的蜂蜜中，并将它们添加到细菌草坪中。令他们惊讶的是，没有一种浓度能够阻止细菌生长。同样，蜂蜜浸泡的支架无法阻止细菌生长，即使细菌无法附着在这些表面上。

“我们用扫描电子显微镜测量了细菌的生长;通过使用代表性图像，我们能够计算细菌的数量，“杜威说。

由于文献中的主张，研究人员最初希望添加抗生素有助于抑制细菌生长。然而，他们再次感到惊讶。“令人惊讶的是，我们需要十倍的抗生素来杀死细菌，有些仍然存活下来，”杜威说。“当使用金属植入物时，可能很容易杀死细菌。然而，我们的胶原蛋白支架似乎为细菌提供了保护环境，造成了一个大问题。

杜威希望尽快建立自己的实验室，在那里她将继续研究如何使用生物材料来预防感染。“我想创建其他人可用于植入物感染的模型。我也有兴趣了解细菌如何与支架中的细胞相互作用，以及为什么它们对支架结构中的抗生素如此耐药，“杜威说。

“这项工作是在IGB主题的帮助下实现的，”Brendan Harley(RBTE负责人/ EIRH)，Robert W. Schaefer化学和生物分子工程教授说。“引入IGOH的成员Alan Collins在细菌培养工作中至关重要。他帮助我们获得了完成这项研究所需的专业知识。

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