Science advances
2026-03-20
Hydrożele reagujące na enzymy bakteryjne do kontrolowanego dostarczania antybiotyków do zakażonych ran
Bacterial enzyme-responsive hydrogels for triggered delivery of antibiotics to infected wounds.
Recenzja AI
Cel badania
Celem badania było opracowanie hydrożelu reagującego na enzymy bakteryjne, który umożliwia selektywne dostarczanie antybiotyków do miejsc zakażenia.
Metoda
Zastosowano hydrożel z krzyżującym się związkiem pochodzącym od cefalosporyny, który ulega degradacji w obecności β-laktamaz bakteryjnych, co pozwala na uwolnienie liposomów z ciprofloxaciną w modelach ex vivo i in vivo zakażeń ran.
Wyniki
W modelu infekcji skóry myszy pojedyncza aplikacja hydrożelu doprowadziła do całkowitej eradykacji bakterii i poprawy gojenia ran, przewyższając komercyjny opatrunek na bazie srebra.
Znaczenie dla praktyki
Hydrożele reagujące na β-laktamazy mogą znacząco poprawić leczenie zakażeń ran i zmniejszyć ryzyko rozwoju oporności na antybiotyki, co jest istotne w kontekście rosnącej oporności bakteryjnej w Polsce.
Abstrakt oryginalny
Wound infections are becoming increasingly difficult to treat due to rising antibiotic-resistant bacteria. β-Lactamase-producing bacteria are among the most common pathogens implicated in these infections. Here, we report a bacterial enzyme-responsive hydrogel formulated with a cephalosporin-derived, β-lactamase-cleavable crosslinker that undergoes selective degradation in the presence of bacterial β-lactamases. This degradation triggers the on-demand release of encapsulated ciprofloxacin-loaded liposomes, ensuring that antibiotic delivery occurs only at the site of infection. This selective degradation and release was demonstrated in both ex vivo and in vivo models of Pseudomonas aeruginosa wound infections. In a murine skin abrasion infection model, a single application of the hydrogel led to complete bacterial eradication and enhanced wound healing, outperforming a commercial silver-based hydrogel wound dressing. These responsive hydrogels did not induce ciprofloxacin resistance in non-β-lactamase-producing bacteria. These findings demonstrate that β-lactamase-responsive hydrogels provide a precise, infection-triggered antibiotic delivery platform that can improve the treatment of wound infections and mitigate antimicrobial resistance.