一种促进伤口愈合的抗菌纳米材料

2024-04-18 08:36:11
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核心提示:该研究报道了一种用于抗菌伤口愈合的创新双金属FMA杂交纳米酶的制备;低剂量H2O2作用下,FMA纳米酶产生大量·OH,加速体外抗菌效果和体内伤口愈合。

  摘要:由于抗生素耐药性的出现,细菌性伤口感染是一个严重的威胁。在此,作者报告了一种独立于抗生素的创新混合纳米酶用于抗菌伤口愈合。杂化纳米酶是由超小AuNPs通过原位生长在金属有机框架(MOF)稳定的Fe3O4 NPs (Fe3O4@MOF@AuNPs, FMA NPs)上制备的。合成的杂化纳米酶具有协同过氧化物酶(POD)样活性。在低剂量H2O2 (0.97 mM)的作用下,羟基自由基(·OH)水平显著升高。此外,杂交FMA纳米酶对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)均具有良好的生物相容性和抗菌作用。动物实验表明,复合纳米酶能促进创面修复,具有良好的生物安全性。因此,精心设计的杂化纳米酶代表了愈合细菌性伤口感染的潜在策略,没有任何毒副作用,可能应用于抗菌治疗。

  图1. (A)制备FMA杂化纳米酶示意图。(B)基于高POD样活性的FMA纳米酶体内抗菌创面愈合机制。

  图2. 体外抗菌活性分析。菌落数结果表明在经过杂化纳米酶与H2O2共处理后明显降低;其形貌结果也证实其优秀的抗菌性能。

  图3. 伤口愈合效果评估。A)为动物模型的处理方案;B,C)对照组展示了伤口愈合缓慢,而在FMA NPs+H2O2处理后三天内伤口愈合率达到80%,注射后9 天创面结痂完全愈合,创面愈合率显著高于其他各组。更重要的是,治疗小鼠的体重没有明显变化,表明所设计的FMA纳米酶在体内没有任何毒副作用(D)。

  总结:该研究报道了一种用于抗菌伤口愈合的创新双金属FMA杂交纳米酶的制备;低剂量H2O2作用下,FMA纳米酶产生大量·OH,加速体外抗菌效果和体内伤口愈合。此外,即使在高浓度下,FMA纳米酶的生物毒性也可以忽略不计。

  参考文献:

  Liu C, Zhao X, Wang Z, et al. Metal-organic framework-modulated Fe3O4 composite au nanoparticles for antibacterial wound healing via synergistic peroxidase-like nanozymatic catalysis[J]. Journal of Nanobiotechnology, 2023, 21(1): 427.

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