科普專欄 / Information

石墨烯“攜手”納米粒子有效治療細菌感染

過去幾十年以來,細菌感染性疾病已經成為世界上最大的健康問題之一。目前急需發展一種更有效的抗菌體系,不需要抗生素的參與,且細菌幾乎不能形成耐受性,能夠很好地對抗被膜等日益增多且難以治療的細菌感染。

過去幾十年以來,細菌感染性疾病已經成為世界上最大的健康問題之一,引起人們持續而廣泛的關注。目前,最廣泛被人們所接受的治療手段就是抗生素。然而,抗生素的濫用增加了細菌的耐藥性,這将降低其治療效率,進而導緻高的死亡率。

近年來,基于納米粒子的藥物傳遞體系通過對所感染微環境(如細菌毒素、酶的過量表達、pH的降低等)的可控響應來增強抗生素的靶向、局部濃度及消除藥物的過早釋放,從而展現出解決抗生素耐受性這一問題的潛能。然而,當細菌形成生物被膜後,其治療效率也會受到限制,因為細菌包含在一個保護基質中,抗生素和納米粒子很難滲透進去。

在人體中,超過80%的細菌感染與被膜的形成有關。被膜中的細菌通常能忍受常規的抗生素治療,而抗生素能進一步誘導被膜的形成。因此,目前急需發展一種更有效的抗菌體系,它可能不需要抗生素的參與,且細菌幾乎不能形成耐受性,能夠很好地對抗被膜等日益增多且難以治療的細菌感染。

近日,中國科學院長春應用化學研究所曲曉剛研究員課題組利用透明質酸(HA)包裹的石墨烯/介孔二氧化矽納米片層(GS)作為納米載體,鐵磁納米粒子(MNPs)作為催化劑,構建一種具有靶向性且能“按需”釋放前藥抗壞血酸(AA)的載藥體系AA@GS@HA-MNPs來治療細菌感染。當載藥納米粒子到達感染位點後,包裹的透明質酸被目标細菌所分泌的透明質酸酶降解,裝載的AA逐漸釋放,然後被粘附在細菌膜表面的MNPs催化産生高毒性的•OH。由于石墨烯具有優異的光熱性質,該體系可以實現化療/光熱協同抗菌作用。

該抗菌體系還擁有廣譜性的抗菌性能,無論是對革蘭氏陽性菌(如金黃色葡萄球菌)還是革蘭氏陰性菌(如大腸杆菌)都具有高效的殺傷能力。另外,由于被膜成分可被•OH降解,該抗菌體系還能有效地分散頑固的生物被膜,并殺死受其保護的細菌。來源:MaterialsViews

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