海南大学李萌婷、格里菲斯大学肖岚 CEJ：光激发多功能复合金纳米花温和光热/光动力/药物控释联合疗法促进感染性皮肤组织修复

2024-02-08 来源：高分子科技

抗生素的滥用和产生耐药性仍是感染治疗过程中的“瓶颈”问题。光热疗法(PTT)是一种新型的非侵入性治疗技术,在处理耐药细菌方面表现出巨大的潜力。前期研究发现，光热温度越高，对细菌杀伤力越大，抗菌效果越好。光热升温至50℃及以上，可以有效杀灭细菌，抑制耐药菌引发的感染。但局部的过高热（>50℃）会对正常组织造成不可逆的伤害，不利于胶原的沉积和血管化，影响组织愈合。因此，单纯依赖光热疗法治疗感染性组织修复有其局限性。优化单一的光热治疗方案，升级温和光热-光动力联合疗法，发挥1+1>2的效果，再协同抑炎药物控释，改善免疫微环境，是治疗感染性组织修复的有效手段。

为此，设计了一种在光激发下具有光热/光动力/药物控释的多功能复合金纳米花颗粒，在温和光热（~45℃, mPTT）/光动力（PDT）联合治疗下有效抑制感染，协同非缁类抑炎药物调节免疫微环境，促进感染性组织愈合（图1）。

图1 复合金纳米花（PAu@C/B）的合成及促进感染性皮肤组织再生示意图

首先通过课题组首创的“模板法”合成了分散性佳、稳定性好，光热转化效率高的超支化的“蒲公英状”金纳米花颗粒（AuNFs），利用金纳米花表面特殊的官能团及高比表面积的特点，在其上负载了光敏剂(Ce6, PDT)和非缁类抑炎药物(溴芬酸钠/BS)，最终形成多功能复合金纳米花颗粒（PAu@C/B）（图2）。在808 激光照射下，PAu@C/B迅速升温，展现出优异的光热性能；660 nm激光照射激发PAu@C/B，在Ce6的作用下生成¹O₂；最后，在温和光热作用下，NIR发挥“开关”作用，调节抑炎药物的释放行为（图3）。

图2 复合金纳米花（PAu@C/B）的表征

图3 复合金纳米花（PAu@C/B）的多功能性展示

体外抗菌实验证明，温和光热疗法（~45℃, PTT）联合光动力疗法（¹O₂, PDT）相较于单纯光热或光动力治疗，能够有效抑制细菌生长和生物膜形成，抑菌率和生物膜抑制率达到99%（图4）。

图4 复合金纳米花（PAu@C/B）的体外抗菌活性

构建了MRSA感染的皮下脓肿和皮肤全切模型，在温和光热/光动力作用下有效控制感染；在非缁类抑炎药物溴芬酸钠（BS）的作用下诱导巨噬细胞向抗炎型极化，从而调节了免疫微环境。体内实验证实复合金纳米花在光激发下能够有效抑制感染，促进胶原沉积和血管生成，加速了感染性组织的愈合（图5-6）。

图5 复合金纳米花（PAu@C/B）在皮下脓肿模型的治疗效果

图6 复合金纳米花（PAu@C/B）治疗后免疫调节活性研究

相关研究成果近期以“Photo-triggered Multifunctional Gold-based Hybrid Nanoflowers Promote Infectious Skin Regeneration”为标题发表在学术期刊Chemical Engineering Journal上。海南大学李萌婷副教授、邓乔元副研究员、Griffith University Lan Xiao为共同通讯作者，海南大学硕士研究生洪季璇、朱嘉琪为共同第一作者。该研究得到了海南省青年基金（520QN224）、海南省重点研发国际合作项目（GHYF2022001）的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724004224

版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。

（责任编辑：xu）

【大中小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯

更多>>科教新闻