一些细菌病原体在感染过程中形成所谓的生物膜，以保护自己免受药物或人体免疫系统细胞的侵害。每年，超过500,000人死于与生物膜相关的感染。萨尔州亥姆霍兹药物研究所(HIPS)的研究人员现已开发出一种新方法，可在实验室中将此类生物膜放置在肺细胞上。通过“生物打印”产生的模型系统应该有助于更好地了解感染过程并协助开发新的活性物质。研究人员在《生物制造》杂志上发表了他们的研究结果。

为了开发针对感染的新疗法，研究人员依赖于允许他们模拟和研究感染过程的实验室模型。这样的模型是必不可少的，特别是在活性物质的早期测试和开发中，以便尽可能减少必要的动物实验数量。在生物膜相关感染的情况下，这些模型非常复杂，因为对于生物膜，除了人类细胞和病原体之外，另一个成分开始发挥作用，必须尽可能真实地再现。

由HIPS跨生物屏障药物输送系主任、萨尔州大学生物制药和制药技术教授Claus-MichaelLehr领导的团队现已成功开发和表征这种模型系统。HIPS是亥姆霍兹感染研究中心(HZI)与萨尔州大学合作的一个站点。

在已发表的研究中，包括生物膜在内的细菌细胞被特殊的3D打印机放置在一层肺上皮细胞上。这种所谓的“生物打印”是一个复杂的过程，需要具有特殊性能的墨水。“生物膜感染模型的开发并非微不足道，因为细菌的快速生长和毒素的释放很容易导致肺细胞过早死亡。

因此，在这样的系统中保存生物膜需要一个非常受控的环境，”Claus-MichaelLehr解释说。“我们优化了3D打印的生物膜，使其非常接近天然生物膜。一个主要的挑战是人造生物膜在洗掉多余的生物墨水后保持其形状并且不会对下面的肺细胞产生毒性作用。这两个挑战都导致了开发模型的令人鼓舞的结果。”

为了测试与人体细胞的生物相容性，将生物膜印刷到人体支气管上皮细胞上。使用荧光和电子显微镜等方法对产生的结构进行评估，并逐步优化。还研究了生物膜中的细菌对临床使用的抗生素的敏感性。印刷的生物膜对细菌具有与天然生物膜类似的抗生素治疗保护作用，因此非常适合模拟相应的治疗。

“我们的方法现在可用于同时分析生物膜相关感染的多个方面，包括形态学、抗生素敏感性或新陈代谢的变化，”SamyAliyazdi博士说。Claus-MichaelLehr系的学生和该研究的第一作者。“使用3D生物打印，我们能够生成一个强大的基于人类的体外模型，我们现在计划将其用于开发新型抗感染药物。”

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：生物膜细胞