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新技术为数百万患有慢性尿路感染的人带来希望
数百万人在美国和世界各地，每年都有人遭受尿路感染。有些群体特别易患慢性尿路感染，包括女性、老年人和一些退伍军人。
这些感染通常用抗生素治疗，但过度使用这些药物可以使他们所针对的微生物产生耐药性，降低药物的有效性。
为了解决慢性尿路感染和抗生素耐药性问题，我们结合了我们的专业知识微生物学和工程创造一种含有特定有益菌株的活体材料大肠杆菌.我们的研究表明，这种生物材料释放的“好”细菌可以与“坏”细菌争夺营养并获胜，从而大大减少致病微生物的数量。
随着进一步发展，我们相信这项技术可以帮助管理对抗生素没有反应的复发性 UTI。
将细菌带入膀胱
对于生活在人体中的微生物来说，营养物质是有限的，它们的存在在身体的不同部位之间有所不同。细菌必须与其他微生物和宿主竞争获取必需的营养。
通过吸收可用的营养物质，有益细菌可以阻止或减缓有害细菌的生长.当有害细菌缺乏重要的营养物质时，它们就无法达到足够高的数量来引起疾病。
不过，将有益细菌输送到膀胱以预防尿路感染具有挑战性。首先，这些有益细菌只能在无法完全排空膀胱，这种情况称为尿潴留。即使在这些患者中，这些细菌可以在他们的膀胱中定植多长时间也有很大差异。
目前将细菌输送到膀胱的方法具有侵入性，并且需要重复插入导管.即使细菌成功释放到膀胱中，尿液会冲走这些微生物因为它们不能粘在膀胱壁上。
治疗尿路感染的生物材料
由于有益细菌不能附着在膀胱上并在膀胱中长期存活，因此我们开发了一种生物材料，可以随着时间的推移慢慢释放膀胱中的细菌。
我们的生物材料由生物组成大肠杆菌嵌入到矩阵结构中由凝胶制成。它类似于一块比一滴水小约 500 倍的果冻，可以在膀胱中释放细菌长达两周。通过生物材料输送细菌，我们克服了细菌附着在膀胱上以持续存在于器官中的需要。
我们通过将生物材料放入培养皿中的人体尿液中，并将其暴露于导致尿路感染的细菌病原体中来测试我们的生物材料。我们的结果表明，当以 50：50 的比例混合时，大肠杆菌胜过引起尿路感染的细菌增加到总人口的 85% 左右。
当我们添加更多大肠杆菌比起引起 UTI 的细菌，这是我们对未来开发和测试的设想，其比例大肠杆菌增加到 99% 以上的人口，基本上消灭了引起 UTI 的细菌。此外，生物材料继续释放大肠杆菌在人尿液中保存长达两周。
我们的研究结果表明大肠杆菌可以在膀胱中停留并存活很长时间，并且成功减少生长导致尿路感染的多种细菌。
改进生物材料
我们的研究结果表明，大肠杆菌不仅可以控制与其密切相关的有害细菌，而且广泛的致病细菌在人类和动物中。这意味着科学家可能不需要识别不同类型的有益细菌来控制每种病原体——而且有很多——可能导致尿路感染。
我们的团队目前正在评估我们的生物材料如何有效地治疗小鼠的尿路感染。我们还在努力确定有益细菌和有害细菌竞争的特定营养物质，以及哪些因素可能有助于有益细菌获胜。我们可以将这些营养物质添加到我们的生物材料中，以便释放或保留。
这项研究仍处于早期阶段，临床用途尚未开发，因此如果它真的惠及患者，将来会很好。我们希望我们的技术可以得到改进并应用于控制其他细菌感染和一些细菌引起的癌症.
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