金属-有机环/笼(MOCs)作为一种可替代抗生素的潜在生物医用材料,因其优异的抗菌性能而备受关注。然而,纳米级MOCs在可加工性和可转移性方面的困难限制了其实践应用。为了解决这些问题,我们提出了一种通过多级组装构建厘米级金属有机膜(III)的方法,并将其贴附在经过阳离子染料MPT(II)染色的真丝织物(I)上,以提高细菌响应识别和促进伤口愈合的能力。染料MPT分子与细菌共培养可以被细菌原位还原生成自由基,在660 nm光照射下也表现出良好的光热效应,不仅可以用于光热治疗,还可以诱导厘米膜释放Pt MOC,进一步协同光热提高抗菌性能。这种自制的多层创面敷料不仅能够实时监测创面感染,及时进行治疗,还具有较高的时空精度。
图1. 细菌响应多层创面敷料的构建及光热协同抗感染
近期,武汉科技大学王晓强副教授、河南大学孙燕教授、华中师范大学孙耀教授、美国犹他大学Peter J. Stang院士合作,开发了具有实时感染指示和高时空精度的新型伤口愈合敷料(图1)。其中,采用多级自组装厘米级Pt MOC膜(III)与阳离子染料(MPT)染色后的真丝织物(I+II)创新性组合(图1A),实现在宏观尺度上合理地应用Pt MOC膜,并有效控制治疗输出。真丝织物上的阳离子染料MPT与细菌共培养后发生明显的颜色变化(从浅黄色变为深紫色),原位还原到其自由基形式,可用于实时监测伤口感染(2 h内即可出现明显变色现象)。此外,MPT自由基在660 nm激光照射下表现出良好的光热效应,可以诱导和控制厘米膜释放Pt MOCs,有效提高了抗菌效率,促进感染创面快速愈合(图1B)。这项工作为厘米级金属-有机环/笼(MOCs)材料的宏观实践应用、细菌实时监测和促进伤口愈合提供了新的思路。该工作以“Supramolecular coordination platinum metallacycle–based multilevel wound dressing for bacteria sensing and wound healing”为题发表在《PNAS》期刊上(PNAS 2024, 121, 14, e2318391121)。文章共同第一作者是武汉科技大学李文珍博士、王晓强副教授以及河南大学硕士研究生刘凌然。该研究得到国家自然科学基金委的支持。
图2. 高度有序的Pt MOC膜多级组装结构及自组装示意图。
2. 细菌实时感染识别与光热效应
图3. 细菌响应多层伤口敷料光热效应及诱导Pt MOC膜多级组装结构的分解。
原文链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2318391121
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