数百万人在美国和世界各地，每年都有人遭受尿路感染。有些团体特别容易患慢性尿路感染，包括妇女、老年人和一些退伍军人。
这些感染通常用抗生素治疗，但是过度使用这些药物可以使它们所针对的微生物产生耐药性并降低药物的有效性。
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在微生物学方面 和工程创造一种含有特定有益菌种的生物材料大肠杆菌。我们的研究表明从这种生物材料中释放出“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。
随着进一步的发展，我们相信这项技术可以帮助治疗对抗生素没有反应的复发性尿路感染。
将细菌带入膀胱
对于生活在人体内的微生物来说，营养物质是有限的，而且它们在身体不同部位的存在程度也不同。细菌必须与其他微生物和宿主竞争以获得必需的营养。
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，它们的数量就无法达到足以引起疾病的程度。
不过，将有益细菌输送到膀胱以预防尿路感染具有挑战性。其一，这些有益细菌只能自然地在以下人群中定殖：无法完全排空膀胱，一种称为尿潴留的病症。即使在这些患者中，这些细菌在膀胱中定殖的时间也存在很大差异。
目前将细菌输送到膀胱的方法是侵入性的，需要反复插入导管。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附在膀胱壁上。
治疗尿路感染的生物材料
由于有益细菌无法长时间附着在膀胱中并存活，因此我们开发了一种生物材料，可以随着时间的推移缓慢释放膀胱中的细菌。
我们的生物材料由活体组成大肠杆菌嵌入矩阵结构由凝胶制成。它类似于一块比水滴小 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类尿液中并将其暴露于引起尿路感染的细菌病原体来测试该生物材料。我们的结果表明，当以 50:50 的比例混合时，大肠杆菌战胜了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引起尿路感染的细菌，这是我们对未来开发和测试的设想，大肠杆菌增加到 99% 以上的人口，基本上消灭了引起尿路感染的细菌。此外，生物材料持续释放大肠杆菌在人的尿液中可保存长达两周的时间。
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一段时间成功降低增长导致尿路感染的多种细菌。
改善生物材料
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，还可以多种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可能导致尿路感染的病原体（病原体有很多种）。
我们的团队目前正在评估我们的生物材料治疗小鼠尿路感染的效果。我们还致力于确定有益细菌和有害细菌竞争的特定营养物质，以及哪些因素可以帮助有益细菌获胜。我们可以将这些营养物质添加到我们的生物材料中以释放或保留。
这项研究仍处于早期阶段，临床应用尚未开发，因此如果它确实到达患者手中，那么未来将会很好。我们希望我们的技术能够得到改进并应用于控制其他细菌感染和一些由细菌引起的癌症。
