基于Mupirocin-Piperine微乳水凝胶的深部渗透与生物膜破坏策略加速感染伤口愈合

【编辑推荐】针对多重耐药菌感染创面愈合难题，研究人员开发了Mupirocin-Piperine微乳水凝胶（Mup-Pip-ME-gels），通过伪三元相图优化获得粒径57.54 nm、Zeta电位-15.3 mV的稳定体系。该凝胶透皮累积渗透量显著优于Bactroban?，对金黄色葡萄球菌和MRSA抑菌圈达46.0±0.20/50.5±0.50 mm，生物膜抑制率超81%，7天内促愈合效率提升2.2倍（P<0.01），为抗生物膜感染治疗提供新策略。

　　

研究背景
抗生素耐药性危机正以"静默海啸"之势威胁全球公共卫生，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）等"超级细菌"导致的慢性感染创面难以愈合，其核心障碍是细菌生物膜形成的物理屏障和耐药屏障。传统抗生素如莫匹罗星（Mupirocin）单药治疗时，因渗透不足和生物膜保护作用常告失败。胡椒碱（Piperine）作为天然生物膜抑制剂虽能破坏胞外聚合物基质，但缺乏直接杀菌能力。如何突破"渗透-杀菌-抗膜"三重壁垒，成为感染性创面治疗领域亟待解决的"铁三角"难题。

研究设计与方法
中国科学院团队在《Molecular Pharmaceutics》发表的研究中，采用多学科交叉策略：1）通过伪三元相图（Pseudoternary phase diagram）和响应面法（RSM）优化微乳载药系统；2）采用动态光散射（DLS）表征纳米粒径和Zeta电位；3）建立离体皮肤Franz扩散池模型评估透皮效率；4）应用结晶紫染色和CLSM共聚焦显微镜量化生物膜抑制；5）建立MRSA感染小鼠全层皮肤缺损模型进行药效验证。

研究结果

1. 制剂优化：
   通过油相（Oleic acid）-表面活性剂（Tween 80）-助表面活性剂（Transcutol HP）系统构建的微乳，实现57.54±2.3 nm纳米粒径和-15.3±0.8 mV Zeta电位，载药量达98.76±0.45%。

2. 透皮与生物相容性：
   羟丙基甲基纤维素（HPMC）基水凝胶使Mupirocin 24h累积渗透量提升3.1倍（vs Bactroban^?），经皮水分流失量（TEWL）证实其不破坏皮肤屏障功能。

3. 协同抗菌机制：
   • 抑菌圈实验显示"1+1>2"效应：Mup-Pip组合对S. aureus和MRSA的抑菌圈分别扩大37.2%和42.8%（P<0.01）
   • 生物膜抑制：CLSM显示Piperine使胞外多糖（EPS）减少68.9%，联合用药使活菌比例降至14.3%

4. 体内药效：
   感染创面模型显示：
   • 第7天创面收缩率提高2.2倍（82.3% vs 对照组37.1%）
   • 组织菌落数下降3.8 log₁₀ CFU/g（P<0.001）
   • 免疫组化显示TGF-β₁表达上调2.7倍，加速再上皮化

结论与意义
该研究创新性地提出"天然化合物-抗生素"协同递送策略，通过微乳技术突破亲脂性药物（Piperine logP=3.68）与亲水性基质相容性瓶颈。其核心价值在于：1）首次证实Piperine通过干扰QS（群体感应）系统抑制S. aureus Agr通路；2）创建可同时克服生物膜物理屏障和生化耐药的双功能递送系统；3）为抗生素佐剂开发提供新范式。这种"破盾-杀菌-促愈"三位一体策略，为临床难愈性感染创面提供了转化前景明确的解决方案。