结构定向碳点作为ROS纳米调节器,用于动态慢性炎症和感染消除
Renhao Nie1, Jianhong Zhang1, Qingyan Jia1,2
1Frontiers Science Center for Flexible Electronics (FSCFE), Xi'an Institute of Flexible Electronics (IFE) and Xi'an Institute of Biomedical Materials and Engineering (IBME), Northwestern Polytechnical University, 127 West Youyi Road, Xi'an 710072, China.
ACS nano
|August 8, 2024
概括
新的草药碳点可以选择性地消除有害的反应性氧物种 (ROS),用于治疗慢性炎症和细菌感染. 这些纳米调节器为糖尿病伤口感染等疾病提供精确的按需治疗,副作用最小.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 反应性氧物种 (ROS) 调制
背景情况:
- 慢性炎症需要选择性消除细胞毒性反应性氧物种 (ROS),同时保持重要的ROS信号通路.
- 同时发生的细菌感染使治疗变得复杂,需要同时解决炎症和感染的策略.
- 目前的治疗方法可能缺乏精度,导致目标效果偏差,在复杂的条件下有效性有限.
研究的目的:
- 开发基于草药碳点 (CD) 的动态ROS纳米调节器,以有针对性地消除炎症和感染.
- 调查表面修饰的CD能够选择性地清除细胞毒性ROS,并产生用于绝育的ROS的能力.
- 评估这些纳米调制剂在治疗并发性慢性炎症和感染方面的潜力,例如糖尿病伤口感染.
主要方法:
- 通过调节表面状态,从花 (HOCD), dandelion (DACD) 和 taxus 叶 (TACD) 来合理构建草本碳点 (CD).
- 对HOCD和DACD对细胞毒性ROS (·OH,ONOO−) 和基本ROS (O2−,H2O2,NO) 的ROS清除能力的评估.
- 通过TACD和DACD对通过表面C-N/CN结构的抗菌活性进行红光诱导的ROS生成的评估.
主要成果:
- HOCD和DACD选择性地清除了细胞毒性ROS (·OH,ONOO−),而不影响基本ROS (O2−,H2O2,NO),使炎症治疗成为可能.
- TACD和DACD表现出红光激活的O2−生成,用于高效的细菌灭菌.
- DACD证明了动态ROS调制,在糖尿病伤口感染等模型中,它被证明是同时治疗炎症和感染的有效方法.
结论:
- 表面工程植物碳点作为有效的动态ROS纳米调节器,用于精确的炎症和感染管理.
- 这一策略允许按需调节ROS,针对细胞毒性ROS用于炎症,并生成ROS用于绝育.
- 开发的纳米调节器显示出临床应用的巨大潜力,用于治疗糖尿病伤口感染等复杂疾病,副作用最小.
