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背景以黄芩苷为代表的中药活性成分在现代医疗中发挥重要作用,具有多种药理活性。但由于溶解度低、稳定性差、生物利用度不佳等原因,限制了其在临床中的广泛应用。使用纳米技术方法构建纳米载体介导药物输送,为克服中药在临床应用中的局限性提供了可能。通过优化设计和调控所构建的纳米聚多巴胺(polydopamine,PDA),可进行中药载药和功能化修饰,进而实现中药的智能化个性化诊疗策略。同时,PDA能够介导光热疗法(Photothermal therapy,PTT)等新型的治疗策略,进一步协同增强中药疗效。中医药在许多领域具有独特诊疗优势。以抗细菌治疗为例,细菌感染尤其是耐药菌的出现是全世界共同面临的公共卫生挑战,而中药毒副作用低、不易产生耐药,具有独特优势。目的本研究拟构建载黄芩苷纳米聚多巴胺(baicalin@PDA),从计算机模拟理论研究和生物性能实验研究两个维度,探讨baicalin@PDA结合PTT介导的抗细菌治疗效果,为探索开发中药新型化现代化应用方案提供依据。方法计算机理论模拟:1.使用时域有限差分法仿真,模拟PDA、介孔聚多巴胺(mesoporous polydopamine,MPDA)对黄芩苷载药前后的紫外-可见光(UV-Vis)光谱变化。2.使用蒙特卡洛法,模拟两种载药递送系统在不同的细菌外排机制下药物的释放过程。载黄岑苷聚多巴胺抗细菌实验:1.测试浓度梯度黄芩苷的UV-Vis光谱和荧光光谱,确定黄芩苷的光学定量方法;2.制备和表征PDA、MPDA纳米平台,计算其对黄芩苷的载药效率与载药能力;3.使用热成像法记录PDA、MPDA在激光照射下的温度变化,评估其光热性能;4.通过MTT法测试HaCaT细胞、NIH3T3细胞与黄芩苷作用后的细胞活性;5.使用浓度梯度稀释法测试黄芩苷对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌的抗细菌活性;6.通过抑菌圈法测试金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌对黄芩苷、PDA的敏感性,对PDA及baicalin@PDA介导的PTT的敏感性;7.将金黄色葡萄球菌与黄芩苷、PDA及baicalin@PDA进行PTT治疗,荧光显微镜观察细菌存活状况。8.制作小鼠金黄色葡萄球菌创面感染模型,使用黄芩苷、PDA及baicalin@PDA进行PTT治疗,观察创面愈合情况,并监测体重、中性粒细胞百分比等指标。9.对小鼠创面进行病理切片HE染色、Masson染色、Sirius Red染色观察。对小鼠重要脏器行HE染色、血液肝肾功能检测评估体内毒性。实验结果计算机理论模拟:1.黄芩苷载至PDA后会改变其吸光峰强度,短波长吸光峰加强,长波长吸光峰被削弱;2.baicalin@PDA在细菌内释药时,黄芩苷有效率高于40%,优于细菌外释药。MPDA在杀菌数量上优于PDA。载黄芩苷纳米聚多巴胺的抗细菌实验:1.在2-80μM范围内,通过黄芩苷的UV-Vis光谱可实现对黄芩苷的定量评估,黄芩苷是具有荧光性质的药物;2.PDA、MPDA对黄芩苷载药效率高,载药结合与静电吸附作用有关;3.MPDA使用超声萃取法制备更佳,孔径主要为5nm;4.PDA、MPDA光热转化效率高,光热性能具有浓度和功率依赖性,光热稳定性良好;5.黄芩苷细胞毒性低、生物相容性良好,黄芩苷能抑制大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌生长,减少细菌数量;6.baicalin@PDA通过光热疗法可以高效杀灭金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌,并且,黄芩苷与PDA在光热治疗中表现出协同作用,杀菌能力高于单纯PDA的光热作用。7.baicalin@PDA能加快小鼠急性细菌感染性创面的愈合,结合PTT可有效抑制创面细菌生长,降低急性期中性粒细胞百分比,减少胶原沉积,且外用时毒性较低。结论1.计算机理论模拟显示,通过PDA、MPDA释放药物,能有效提升黄芩苷的利用率及杀菌数量;2.PDA、MPDA均是能高效吸附黄芩苷的良好纳米载体,并具备优异的光热性能;3.MPDA可能是大分子中药的良好载体;4.baicalin@PDA介导的PTT具有高效杀菌作用,黄芩苷与PTT具有协同促进作用;5.baicalin@PDA结合PTT能高效杀菌并加快小鼠急性细菌感染性创面的愈合,缩短急性感染期,是一种颇具应用前景的无抗生素化抗细菌纳米体系。