三金属纳米酶嵌入式智能水凝使NIR控制的细菌杀死和氧化应激缓解成为可能
Zehui Xiao1, Jiangli Cao1, Jifeng Liu1
1State Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, College of Food Science and Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin, 300457, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|October 3, 2025
概括
这项研究引入了一种带有改性纳米颗粒的智能水凝,该水凝使用活性氧物种 (ROS) 和温和热量杀死细菌. 该材料还通过调节微环境并增强抗菌作用来促进伤口愈合.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 抗菌疗法是一种抗菌疗法.
背景情况:
- 纳米酶抗菌疗法面临的挑战是低效的单元纳米酶和复杂的感染微环境.
- 开发先进的材料对于克服糖尿病伤口等耐火性感染治疗的局限性至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的光热增强纳米酶催化系统,以改善抗菌疗法.
- 创建一个智能水凝,能够调节伤口微环境并促进愈合.
主要方法:
- 一种智能水凝 (AMCB-FTB) 的制造,其中嵌入了polymyxin B修饰的三金属纳米颗粒 (AuMnCu) 与3-formylphenylboronic acid (FPBA),tobramycin (TOB) 和酸 (TA).
- 研究了AuMnCu纳米酶的自我切换多酶活性,用于ROS生成和清理.
- 评估了轻度近红外I (NIR-I) 光热疗法 (PTT) 对催化活性和绝育的影响.
- 评估了水凝的可注射性,反应性,药物释放动力学,以及体外/体外抗菌疗效.
- 利用RNA测序来分析AMCB-FTB和NIR对细菌通路的影响.
主要成果:
- AuMnCu纳米酶表现出自我切换的多酶活性,产生ROS用于杀死细菌,然后清理ROS/产生氧气以促进愈合.
- 轻度NIR-I高温症显著提高了纳米酶催化活性和绝育.
- 该AMCB-FTB水凝显示了pH/温度反应,在酸性环境中控制释放TOB/TA,以及协同抗菌作用.
- 在体外和体外研究证实了可编程的抗菌,抗炎和促再生功能.
- RNA测序揭示了细菌能量代谢,蛋白质合成和脂质通路的破坏,抑制了生存,运动,生物膜和毒性.
结论:
- 开发的微环境响应型水凝具有酶模拟ROS调制,为热增强的催化材料提供了一种新的方法.
- 该系统为耐火性糖尿病伤口和传染病提供了有前途的治疗策略.
- 纳米酶活性,光热疗法和微环境调节的结合提供了一个强大的抗菌和再生平台.
