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四川大學(xué)鄧怡、梁坤能 Adv. Mater.:構(gòu)筑用于感染性組織再生的生物異質(zhì)結(jié)及其通過激活類感受態(tài)抗菌策略快速殺菌
2024-10-22  來源:高分子科技

  近年來,光熱療法(PTT)和光動力療法(PDT)等光治療方法已經(jīng)成為治療細菌感染的強大策略。然而,對于耐藥細菌等致病菌而言,緊密的細胞膜顯著降低了光熱的傳導(dǎo)效率,并阻礙了活性氧(ROS)進入病菌細胞發(fā)揮作用,導(dǎo)致殺菌效果不盡人意。因此,亟需開發(fā)一種有效的抗菌方法,以解決當前抗菌效率不理想及超級耐藥細菌出現(xiàn)的問題。受到基因工程中感受態(tài)細胞應(yīng)用的啟發(fā),其中常用于DNA擴增的感受態(tài)大腸桿菌具有較為松散的細胞膜結(jié)構(gòu),并且能夠非特異性吸收外源性DNA。因此,將病菌誘導(dǎo)形成類感受態(tài)細胞,成為了一種解決因致密細胞膜而降低抗菌效率的方法;趫F隊在前期抗菌材料研究的基礎(chǔ)上(Small 202319, 2304324; Adv. Funct. Mater. 202232, 2109469; Small 202218, 2105988.),發(fā)現(xiàn)MXene(Ti2C3)具有優(yōu)異的光響應(yīng)性能及抗菌性能,因此其結(jié)合類感受態(tài)的抗菌策略后期望產(chǎn)生更有效及譜的抗菌性能。


  在本項研究中,他們通過在MXene上原位生成過氧化鈣(CaO2)制備了MXene/CaO2生物異質(zhì)結(jié)(MC bio-HJ)用于感染性組織損傷修復(fù)。該生物異質(zhì)結(jié)通過激活類感受態(tài)細胞策略達到優(yōu)異的抗菌效果,主要是利用CaO2分解釋放的鈣離子與病原菌細胞膜磷脂雙分子層結(jié)合,被攻擊后的細胞膜通透性增加,進而MC bio-HJ在近紅外光照射下產(chǎn)生的熱量和ROS能夠有效進入病原菌產(chǎn)生抗菌作用,從而對病菌進行毀滅性打擊。該生物異質(zhì)結(jié)在體外表現(xiàn)出了廣譜且有效的抗菌效果,對于耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的抗菌率達到了接近100%的水平。并且體內(nèi)的感染性傷口缺損和感染性骨缺損兩個動物實驗?zāi)P鸵沧C明了該生物異質(zhì)結(jié)良好的抗菌及促組織再生能力?傮w來說,該研究為有效快速殺菌和促進組織再生提供了新的研究思路。


1. 類感受態(tài)細胞抗菌策略。


2. MC bio-HJ的制備及表征。


3. MC bio-HJ的抗菌效果。


4. 類感受態(tài)細胞抗菌策略的機理。


5. MRSA感染皮膚創(chuàng)面的修復(fù)。


  該工作以題目為Elaborated Bio-Heterojunction With Robust Sterilization Effect for Infected Tissue Regeneration via Activating Competent Cell-Like Antibacterial Tactic發(fā)表于《Advanced Materials》。文章第一作者為四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院博士生黃義宣,通訊作者為四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院鄧怡研究員和四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院梁坤能副教授。該項研究得到了國家自然科學(xué)基金、四川省自然科學(xué)基金和四川省科技廳項目等項目的支持。


  全文鏈接https://doi.org/10.1002/adma.202414111

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