在細胞治療及組織工程等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，組織樣本在離體后的保存與運輸至關(guān)重要。為維持組織活性、防止微生物污染，組織運輸保護液（Tissue Transport Preservation Solution,TTPS）被廣泛使用。其中，抗菌成分作為保護液的關(guān)鍵組分，不僅需有效抑制細菌、真菌等微生物生長，還必須對組織細胞無毒、不影響其生理功能。因此，科學(xué)篩選并驗證抗菌成分的有效性與安全性，是優(yōu)化TTPS配方的核心環(huán)節(jié)。本文將圍繞抗菌成分的篩選策略、評價指標(biāo)及效果驗證方法展開論述。 一、抗菌成分的篩選原則
理想的抗菌成分應(yīng)滿足以下基本要求：（1）廣譜抗菌活性，能有效抑制常見污染菌如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌及白色念珠菌；（2）低細胞毒性，對目標(biāo)組織細胞（如肝細胞、角膜上皮細胞、胰島細胞等）無顯著損傷；（3）化學(xué)穩(wěn)定性好，在保護液儲存及運輸條件下不易降解；（4）與其他成分相容性高，不干擾保護液的滲透壓、pH值及抗氧化體系。
基于上述原則，常用的候選抗菌劑包括抗生素類（如慶大霉素、青霉素-鏈霉素混合物）、防腐劑類（如苯甲酸鈉、山梨酸鉀）以及天然抗菌肽（如乳鐵蛋白、防御素）。近年來，隨著耐藥性問題日益突出，研究者更傾向于選擇低耐藥風(fēng)險、作用機制明確的新型抗菌物質(zhì)。
二、體外抗菌效果初篩
初篩階段通常采用標(biāo)準(zhǔn)微生物學(xué)方法評估候選成分的抑菌能力。常用方法包括最小抑菌濃度（MIC）測定、抑菌圈試驗及時間-殺菌曲線分析。例如，將不同濃度的抗菌劑加入含標(biāo)準(zhǔn)菌株的液體培養(yǎng)基中，37℃培養(yǎng)24小時后觀察細菌生長情況，確定MIC值。同時，通過瓊脂擴散法可直觀比較不同成分的抑菌范圍。
值得注意的是，TTPS多為無血清或低蛋白環(huán)境，與常規(guī)培養(yǎng)基存在差異，因此應(yīng)在模擬實際保護液成分的體系中進行測試，以提高結(jié)果的臨床相關(guān)性。此外，還需考察抗菌成分在低溫（如4℃）條件下的活性保持能力，因為組織運輸常在冷藏條件下進行。
三、細胞毒性評估
抗菌成分即使具有優(yōu)異的抑菌效果，若對組織細胞產(chǎn)生毒性，則無法用于臨床。細胞毒性評估通常采用體外細胞模型，如人角膜上皮細胞（HCEC）、原代肝細胞或間充質(zhì)干細胞。通過MTT、CCK-8或乳酸脫氫酶（LDH）釋放實驗，定量檢測細胞存活率與膜完整性。
例如，將候選抗菌劑按梯度濃度加入細胞培養(yǎng)體系，模擬其在TTPS中的暴露時間（通常為6–48小時），隨后檢測細胞代謝活性。理想成分應(yīng)在有效抑菌濃度下保持細胞存活率≥90%。此外，還需評估其對細胞功能的影響，如線粒體膜電位、氧化應(yīng)激水平及特定標(biāo)志物表達（如白蛋白分泌、膠原合成等）。
四、綜合效果驗證
在完成初步篩選與毒性評估后，需在更接近真實應(yīng)用場景的條件下進行綜合驗證。具體包括：
1.模擬運輸實驗：將新鮮組織（如小鼠肝臟、人角膜）置于含候選抗菌劑的TTPS中，在4℃下保存24–72小時，期間定期取樣進行微生物培養(yǎng)與組織病理學(xué)檢查，評估污染控制效果及組織結(jié)構(gòu)完整性。
2.功能恢復(fù)測試：對于可移植組織（如胰島），在保存后進行體外功能測試（如葡萄糖刺激胰島素分泌）或動物移植實驗，驗證其生理活性是否得以保留。
3.長期穩(wěn)定性考察：將配制好的TTPS在不同溫度下儲存，定期檢測抗菌成分含量及抑菌效力，確保其在保質(zhì)期內(nèi)性能穩(wěn)定。
五、案例分析與展望
已有研究表明，慶大霉素雖抗菌譜廣，但對某些敏感細胞（如耳蝸毛細胞）具有潛在毒性；而天然抗菌肽如LL-37雖細胞相容性較好，但成本高且穩(wěn)定性差。近年來，研究者嘗試將納米銀、殼聚糖衍生物等新型材料引入TTPS，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。例如，低濃度納米銀可在不損傷角膜內(nèi)皮細胞的前提下有效抑制多重耐藥菌，顯示出“高效低毒”的優(yōu)勢。
未來，抗菌成分的篩選將更加注重多維度平衡：既要兼顧廣譜性與安全性，也需考慮環(huán)保性與法規(guī)合規(guī)性。人工智能輔助的高通量篩選平臺、類器官模型的應(yīng)用，將進一步提升篩選效率與預(yù)測準(zhǔn)確性。
組織運輸保護液中抗菌成分的篩選與驗證是一項系統(tǒng)工程，需融合微生物學(xué)、細胞生物學(xué)與制劑學(xué)等多學(xué)科知識。通過科學(xué)設(shè)計篩選流程、嚴格評估生物相容性，并結(jié)合實際應(yīng)用場景進行綜合驗證，方能開發(fā)出安全、高效、穩(wěn)定的TTPS配方，為組織保存與臨床轉(zhuǎn)化提供堅實保障。
更新時間：2025-11-25
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