通过电喷雾法制备的共载噬菌体和环丙沙星的颗粒，增强了对抗铜绿假单胞菌的治疗效果

《Biomaterials and Biosystems》：Enhanced anti- P. aeruginosa treatment via phage and ciprofloxacin co-loaded particles prepared by electrospraying

　　噬菌体与抗生素协同递送系统通过电喷雾技术制备，优化了0.25 wt%环丙沙星和50 v/v噬菌体悬浮液的负载效率，获得29±3%的噬菌体封装效率和79.9±2.2%的抗生素封装效率。微颗粒在10分钟内实现98.8%的噬菌体和93.5%的环丙沙星释放，协同抑制铜绿假单胞菌达40小时，储存稳定性通过-20℃保存验证。

　　抗微生物耐药性（AMR）已成为全球健康面临的关键挑战之一，2019年因细菌感染导致的死亡人数估计达到127万。噬菌体，作为能够特异性感染并摧毁细菌细胞的病毒，近年来因其在对抗耐药性病原体方面的潜力而受到越来越多的关注。然而，噬菌体疗法在临床应用中面临诸多挑战，包括细菌迅速发展出对抗噬菌体的机制，如吸附抑制、DNA降解和中止感染等。鉴于抗生素与噬菌体结合可以产生协同效应，有助于更有效地清除细菌并降低耐药性出现的可能性，因此，探索这种联合疗法成为当前研究的重要方向。

本研究采用电喷雾（ES）技术制备了一种同时负载抗生素环丙沙星（cipro）和噬菌体的微粒，以期为治疗细菌感染提供新的可能。通过优化cipro的负载浓度（0.25% wt）和噬菌体的负载比例（50% v/v），实现了噬菌体的封装效率达到29% ± 3%，而cipro的封装效率则为79.9% ± 2.2%。实验结果表明，在电喷雾过程中，噬菌体的活性得到了良好的保持，其浓度从5 × 10^7 PFU/mg降低至1.4 × 10^7 PFU/mg，显示出良好的噬菌体保存效果。此外，微粒表现出快速的初始释放特性，能够在10分钟内释放超过98.8%的噬菌体和93.5%的cipro，这种快速释放特性可能在某些情况下非常有益，如急性细菌感染或术后、创伤部位的局部感染预防。

研究还评估了该联合制剂在对抗铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）方面的抗菌效果。实验结果显示，当使用半最小抑制浓度（MHIC）的cipro（0.3 μg/ml）和10^8 PFU/ml的噬菌体时，能够在30小时内完全抑制细菌生长。而当微粒浓度达到333 μg/ml时，这种抑制效果可延长至超过40小时。这些结果表明，这种联合制剂在抑制细菌生长方面具有显著优势。稳定性测试进一步显示，将制剂储存在-20°C可以有效维持噬菌体活性超过2个月，这为该制剂的长期保存提供了依据。

在实验方法方面，研究团队首先从意大利的水样中分离出针对铜绿假单胞菌的噬菌体Neko，并采用一系列实验步骤，包括细菌培养、噬菌体收获与定量、以及在不同条件下的稳定性评估。通过优化溶剂系统，包括乳糖（LM）和聚乙烯醇（PVA）的比例，以及cipro和噬菌体的浓度，最终制备出具有良好抗菌效果和稳定性的微粒。为了确保微粒的形态和功能，研究人员利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对微粒的形态进行了详细分析，并通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）评估了其物理化学特性。

在抗菌效果测试中，研究人员采用了等温微量热量计（TAM）来评估不同浓度的cipro和噬菌体对铜绿假单胞菌的抑制效果。结果显示，单独使用cipro或噬菌体均能抑制细菌生长，但两者结合使用时，抗菌效果更为显著。特别是在使用半MHIC的cipro（0.3 μg/ml）和10^8 PFU/ml的噬菌体时，能够实现对细菌的完全抑制，表明这种联合疗法在实际应用中具有巨大潜力。此外，研究还发现，随着微粒浓度的增加，其抗菌效果呈浓度依赖性，进一步支持了该制剂在治疗细菌感染方面的有效性。

尽管该制剂表现出良好的抗菌效果，但其稳定性仍存在一定的挑战。研究指出，乳糖作为主要的辅料，其高吸湿性和热力学不稳定性可能导致微粒在储存过程中发生结晶化，从而影响噬菌体的完整性。因此，未来的研究将聚焦于优化辅料体系，探索表面包衣技术，并考虑在储存过程中实施湿度控制，以进一步提升制剂的稳定性。这些改进措施有望提高噬菌体和cipro的长期保存效果，并扩大该制剂的应用范围。

本研究的成果不仅为开发新型抗菌制剂提供了重要的理论依据，也为临床应用中的实际问题提供了可能的解决方案。通过将噬菌体与抗生素结合，并采用电喷雾技术制备微粒，研究人员成功克服了单独使用抗生素或噬菌体在抗菌效果和耐药性发展方面的局限性。此外，这种微粒制剂的快速释放特性，使其在需要迅速发挥抗菌作用的情况下具有优势。然而，其稳定性问题仍需进一步解决，特别是在储存条件的控制方面。未来的研究方向包括寻找更有效的辅料，以及开发能够维持噬菌体活性的新型储存方法，以确保这种制剂在实际应用中的可靠性和有效性。

综上所述，本研究展示了通过电喷雾技术制备的负载有环丙沙星和噬菌体的微粒在抗菌治疗中的巨大潜力。该制剂不仅能够有效抑制细菌生长，还具有良好的物理化学特性和快速释放能力，为治疗细菌感染提供了一种新的思路。尽管存在稳定性方面的挑战，但通过进一步的优化，这种微粒制剂有望成为一种有效的抗菌治疗方案，特别是在局部治疗如耳部和口腔感染中。