植入式活体材料利用封装的工程细菌自主递送治疗药物OA

微生物作为活体疗法的应用日益广泛,但它们在体内不可控的扩散始终是临床上面临的一大障碍。由于细菌最终难免发生逃逸,物理性阻截策略目前仍基本上难以实现。在本研究中,研究人员展示了一种能够封装并限制细菌的植入材料,使合成改造的微生物能够在材料内部产生治疗性物质。研究人员开发了一种具有双重力学特性的水凝胶支架:高硬度以调控细菌增殖,同时具备高韧性以抵抗生理应力下的材料断裂。该设计实现了对细菌长达6个月的完全封装,并能耐受多种形式的力学载荷——这些载荷在通常情况下会导致材料发生严重失效。通过对封装其中的细菌进行基因工程改造,研究人员赋予该材料环境感知及按需释放治疗药物的能力,并在小鼠人工关节感染模型中验证了其自主治疗的效果。