细菌生物被膜感染是植入物失败的主要原因。生物被膜不仅保护细菌免受免疫系统的清除，限制抗生素的渗透，还降低了细菌的代谢活性，导致抗生素的效力降低。因此，即使没有抗生素耐药性基因，生物被膜中的细菌也被认为具有高度的抗生素耐受性。

图1.FA NPs通过干扰葡萄球菌肽聚糖合成介导生物被膜瓦解的功能机制示意图。

文章要点：

图2. FA NPs处理对葡萄球菌生物被膜淀粉样纤维成分的影响。

  （2）FA NPs清除生物被膜的机制研究（图3）：淀粉样纤维与葡萄球菌细胞壁肽聚糖紧密相连。FA NPs和突变型金黄色葡萄球菌USA300的相互作用研究（图3）发现，当USA300菌株的pbp4基因被敲除时（?pbp4），FA NPs丧失了对细菌肽聚糖的结合能力。而当USA300菌株的PBP4功能被恢复时（?pbp4+complement），FA NPs的肽聚糖结合作用也被恢复，结合效果与野生型（WT）和pbp3基因缺陷型（?pbp3）USA300菌株相当，证明了FA NPs能够通过PBP4蛋白介导特异性插入葡萄球菌的肽聚糖中。

图3.PBP4蛋白介导FA NPs插入葡萄球菌肽聚糖，触发生物被膜瓦解机制研究。

图4.FA NPs对小鼠皮下植入物生物被膜感染的治疗效果评价。

  综上所述，该研究报道了一种用于高效瓦解生物被膜的聚氨基酸纳米粒子FA NPs。FA NPs首先由PBP4蛋白的转肽作用插入葡萄球菌肽聚糖，干扰肽聚糖合成，并进一步触发与肽聚糖连接的淀粉样纤维脱离，减少EPS中多糖和蛋白质含量，破坏EPS结构稳定性，最终导致生物被膜瓦解。本研究为解决葡萄球菌生物被膜感染提供了一类具有潜力的聚氨基酸纳米粒子新技术。

  文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c10983