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  近年來(lái)，抗生素耐藥性的迅速獲得、耐藥細(xì)菌感染的不斷惡化和感染傷口的緩慢愈合導(dǎo)致在開(kāi)發(fā)同時(shí)具備消滅致病菌和加快傷口愈合的新型抗菌材料存在著巨大困難。如果傳統(tǒng)抗生素不再發(fā)揮作用，耐藥細(xì)菌將對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。據(jù)粗略估計(jì)，到2050年，每年可能有1000萬(wàn)人死于抗生素耐藥性，超過(guò)每年死于癌癥的820萬(wàn)人。目前全球每年至少有70萬(wàn)人死于耐藥感染，超過(guò)破傷風(fēng)、霍亂和麻疹的總?cè)藬?shù)。如果抗生素耐藥性趨勢(shì)得不到有效控制，到2050年，世界經(jīng)濟(jì)的累計(jì)損失可能達(dá)到100萬(wàn)億美元。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種安全有效、抗菌能力強(qiáng)、無(wú)細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生的新型抗菌材料。目前光動(dòng)力療法是開(kāi)發(fā)高效、安全抗菌材料最具前景的新療法之一，利用光敏劑產(chǎn)生有毒活性氧(ROS)消除病原體。如果被細(xì)菌感染的傷口不能迅速愈合，將破壞成纖維細(xì)胞的分化，最終直接損害身體其他正常組織和免疫系統(tǒng)。金屬離子(銅離子、鎂離子、鋅離子、鈣離子等)是許多酶、蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄因子不可缺少的催化劑，它們?cè)趥谟线^(guò)程中扮演著重要作用。雖然研究者們對(duì)開(kāi)發(fā)新型抗菌材料做了巨大努力，然而關(guān)于同時(shí)減輕傷口感染癥狀和加速傷口愈合的有效治療方法報(bào)道卻很少。因此，探索一種新的治療模式是解決當(dāng)前挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

  四川大學(xué)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心主任王云兵教授課題組報(bào)導(dǎo)了一種新型光響應(yīng)多功能納米粒子，該多功能納米粒子利用化學(xué)和光動(dòng)力協(xié)同抗菌，表現(xiàn)出良好的抗菌性能，并且可以在光照情況下響應(yīng)釋放Mg²⁺促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞在創(chuàng)面區(qū)域增殖和遷移，加速傷口愈合。

圖1 (A) HTCC-Ce6與Mg/EGCG復(fù)合物的合成路線圖。(B) 納米粒子形成及體內(nèi)外抗菌和促進(jìn)傷口愈合機(jī)理圖。

圖2 (A) 多功能納米粒子SOSG熒光強(qiáng)度定量圖。(B)多功能納米粒子在光照情況下的粒徑分布圖。(C) 多功能納米粒子在光照和不光照條件下Mg²⁺的釋放量。

圖3 多功能納米粒子對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌在光照和不光照條件下的抑菌率(A), 平板計(jì)數(shù)(B), SEM(C), 細(xì)菌的活死染色(D)以及細(xì)胞活性氧的產(chǎn)生成像圖(E)和定量圖(F)。

圖4 (A) 小鼠在0、2、4、7和14天的細(xì)菌感染傷口愈合照片。(B) 小鼠在0、2、 4、7和14天的傷口愈合率。(C) 7天和14天的傷口部位H&E染色圖。(D)7天和14天的傷口部位Masson染色圖。(E) 7天和14天的傷口部位CD68染色(紅色)。(F) 7天和14天的傷口部位CD31染色(綠色)圖。

  該團(tuán)隊(duì)報(bào)導(dǎo)的新型多功能納米粒子在光照情況下對(duì)革蘭陽(yáng)性菌和格蘭陰性菌均具有較強(qiáng)的殺死作用，同時(shí)還可以極大的促進(jìn)傷口愈合，在此基礎(chǔ)上，闡述了多功能納米粒子抗菌和促進(jìn)傷口愈合的機(jī)制。這項(xiàng)工作不僅為感染性傷口的治療提供了一種有效的抗菌治療方式，也深入細(xì)致的研究了多功能納米粒子的作用機(jī)制，為開(kāi)發(fā)有良好前景的抗菌納米材料用于對(duì)抗耐藥性細(xì)菌提供了新的思路，并且具有優(yōu)越的臨床應(yīng)用前景。

  以上相關(guān)成果發(fā)表在Biomacromolecules上。論文的第一作者為四川大學(xué)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心博士生胡成，通訊作者為羅日方副研究員和國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心主任王云兵教授。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

  文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b01401