Published September 7, 2020 | Version v1
Publication Open

Treatment of MRSA-infected osteomyelitis using bacterial capturing, magnetically targeted composites with microwave-assisted bacterial killing

Creators

  • 1. Tianjin University
  • 2. Hubei University
  • 3. Xi'an Jiaotong University
  • 4. Peking University
  • 5. University of Hong Kong
  • 6. Tianjin Stomatological Hospital
  • 7. Tianjin Medical University

Description

Abstract Owing to the poor penetration depth of light, phototherapy, including photothermal and photodynamic therapies, remains severely ineffective in treating deep tissue infections such as methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)-infected osteomyelitis. Here, we report a microwave-excited antibacterial nanocapturer system for treating deep tissue infections that consists of microwave-responsive Fe 3 O 4 /CNT and the chemotherapy agent gentamicin (Gent). This system, Fe 3 O 4 /CNT/Gent, is proven to efficiently target and eradicate MRSA-infected rabbit tibia osteomyelitis. Its robust antibacterial effectiveness is attributed to the precise bacteria-capturing ability and magnetic targeting of the nanocapturer, as well as the subsequent synergistic effects of precise microwaveocaloric therapy from Fe 3 O 4 /CNT and chemotherapy from the effective release of antibiotics in infection sites. The advanced target-nanocapturer of microwave-excited microwaveocaloric-chemotherapy with effective targeting developed in this study makes a major step forward in microwave therapy for deep tissue infections.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة بسبب ضعف عمق اختراق الضوء، لا يزال العلاج بالضوء، بما في ذلك العلاجات الحرارية الضوئية والديناميكية الضوئية، غير فعال للغاية في علاج التهابات الأنسجة العميقة مثل التهاب العظم والنقي المقاوم للميثيسيلين (MRSA). هنا، نبلغ عن نظام التقاط النانو المضاد للبكتيريا المستثار بالميكروويف لعلاج التهابات الأنسجة العميقة التي تتكون من الحديد 3 O 4 /CNT المستجيب للميكروويف وعامل العلاج الكيميائي جنتاميسين (GENT). ثبت أن هذا النظام، Fe 3 O 4 /CNT/GENT، يستهدف ويقضي بكفاءة على التهاب العظم والنقي لظنبوب الأرانب المصابة بعدوى المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين. وتعزى فعاليته القوية المضادة للبكتيريا إلى القدرة الدقيقة على التقاط البكتيريا والاستهداف المغناطيسي لملتقط النانو، بالإضافة إلى التأثيرات التآزرية اللاحقة للعلاج الدقيق بالميكروويف من الحديد 3 O 4 /CNT والعلاج الكيميائي من الإطلاق الفعال للمضادات الحيوية في مواقع العدوى. إن الهدف المتقدم للالتقاط النانوي للعلاج الكيميائي بالميكروويف المستثار بالموجات الدقيقة مع الاستهداف الفعال الذي تم تطويره في هذه الدراسة يشكل خطوة كبيرة إلى الأمام في العلاج بالميكروويف لعدوى الأنسجة العميقة.

Translated Description (French)

Résumé En raison de la faible profondeur de pénétration de la lumière, la photothérapie, y compris les thérapies photothermiques et photodynamiques, reste gravement inefficace dans le traitement des infections des tissus profonds telles que l'ostéomyélite à Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM). Ici, nous rapportons un système de nanocapteur antibactérien excité par micro-ondes pour traiter les infections des tissus profonds qui se compose de Fe 3 O 4 /CNT sensible aux micro-ondes et de l'agent de chimiothérapie gentamicine (Gand). Ce système, Fe 3 O 4 /CNT/Gand, a fait ses preuves pour cibler et éradiquer efficacement l'ostéomyélite du tibia du lapin infectée par le SARM. Son efficacité antibactérienne robuste est attribuée à la capacité précise de capture des bactéries et au ciblage magnétique du nanocapteur, ainsi qu'aux effets synergiques ultérieurs d'une thérapie micro-ondeocalorique précise à partir de Fe 3 O 4 /CNT et d'une chimiothérapie à partir de la libération efficace d'antibiotiques dans les sites d'infection. La cible-nanocapteur avancée de chimiothérapie micro-ondeocalorique excitée par micro-ondes avec un ciblage efficace développée dans cette étude fait un grand pas en avant dans la thérapie par micro-ondes pour les infections des tissus profonds.

Translated Description (Spanish)

Resumen Debido a la escasa profundidad de penetración de la luz, la fototerapia, incluidas las terapias fototérmicas y fotodinámicas, sigue siendo gravemente ineficaz en el tratamiento de infecciones de tejidos profundos como la osteomielitis por Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM). Aquí, informamos un sistema de nanocapturador antibacteriano excitado por microondas para tratar infecciones de tejidos profundos que consiste en Fe 3 O 4 /CNT sensible a las microondas y el agente de quimioterapia gentamicina (Gent). Se ha demostrado que este sistema, Fe 3 O 4 /CNT/Gent, se dirige y erradica de manera eficiente la osteomielitis de tibia de conejo infectada por SARM. Su robusta eficacia antibacteriana se atribuye a la capacidad precisa de captura de bacterias y la orientación magnética del nanocapturador, así como a los efectos sinérgicos posteriores de la terapia precisa de microondas de Fe 3 O 4 /CNT y la quimioterapia de la liberación efectiva de antibióticos en los sitios de infección. El nanocapturador objetivo avanzado de la quimioterapia caloricomicroondas excitada por microondas con direccionamiento efectivo desarrollado en este estudio da un gran paso adelante en la terapia con microondas para infecciones de tejidos profundos.

Files

s41467-020-18268-0.pdf.pdf

Files (3.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d40277cdd26409464b831ced0374b7f4
3.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
علاج التهاب العظم والنقي المصاب بعدوى المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين باستخدام التقاط البكتيريا، والمركبات المستهدفة مغناطيسيًا مع القتل البكتيري بمساعدة الميكروويف
Translated title (French)
Traitement de l'ostéomyélite infectée par le SARM à l'aide de composites à capture bactérienne et ciblage magnétique avec destruction bactérienne assistée par micro-ondes
Translated title (Spanish)
Tratamiento de la osteomielitis infectada por SARM utilizando compuestos de captura bacteriana dirigidos magnéticamente con destrucción bacteriana asistida por microondas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3083479306
DOI
10.1038/s41467-020-18268-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4387326986 (Other)
https://openalex.org/W4283769748 (Other)
https://openalex.org/W3193352191 (Other)
https://openalex.org/W3170451580 (Other)
https://openalex.org/W3116150627 (Other)
https://openalex.org/W3099428474 (Other)
https://openalex.org/W3080745711 (Other)
https://openalex.org/W2963256691 (Other)
https://openalex.org/W2940594255 (Other)
https://openalex.org/W2930647891 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W2026851551
  • https://openalex.org/W2054658082
  • https://openalex.org/W2089491679
  • https://openalex.org/W2102906662
  • https://openalex.org/W2103562758
  • https://openalex.org/W2128267600
  • https://openalex.org/W2332241859
  • https://openalex.org/W2421265859
  • https://openalex.org/W2610831004
  • https://openalex.org/W2620525720
  • https://openalex.org/W2626999699
  • https://openalex.org/W2762040823
  • https://openalex.org/W2780219302
  • https://openalex.org/W2784177930
  • https://openalex.org/W2784762259
  • https://openalex.org/W2789337312
  • https://openalex.org/W2794448878
  • https://openalex.org/W2803637930
  • https://openalex.org/W2832095222
  • https://openalex.org/W2897439890
  • https://openalex.org/W2902843213
  • https://openalex.org/W2904060081
  • https://openalex.org/W2908801324
  • https://openalex.org/W2908847862
  • https://openalex.org/W2912673401
  • https://openalex.org/W2914477527
  • https://openalex.org/W2944174998
  • https://openalex.org/W2956385995
  • https://openalex.org/W2959904898
  • https://openalex.org/W2961868673
  • https://openalex.org/W2971921961
  • https://openalex.org/W2974996748
  • https://openalex.org/W2975212790
  • https://openalex.org/W2976184895
  • https://openalex.org/W2978738517
  • https://openalex.org/W2979390092
  • https://openalex.org/W2984662682
  • https://openalex.org/W2997529679
  • https://openalex.org/W3007309629
  • https://openalex.org/W3010850723