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抗生素在治疗感染性疾病的过程中曾经获得巨大成功,然而时至今日,细菌感染仍然是世界性的公共卫生安全问题。细菌破坏宿主免疫系统的机制复杂,还能阻碍抗生素到达感染部位,因此某些疾病(例如肺炎,肺结核,败血症等)的根除面临着巨大挑战。目前临床治疗的过程中缺乏有效抗菌药物,一些强效抗生素会引发严重的毒副作用,因而仅在患者感染严重时施用;更为棘手的是传染性强、致死率高的抗生素耐药性菌株使昔日原本能被治愈的患者如今受到生命威胁。在过去的几十年里,纳米体系在相关研究中展现出众多优势,如良好的溶解性,延长的体内循环时间以及缓释、控释和联合治疗功效等。许多纳米药物已被批准用于各类传染病的临床治疗,一部分纳米抗菌剂也已经进入临床试验的各个阶段。因此,将纳米材料或单独用作有效的抗菌剂,或用于构建纳米抗菌体系以替代抗生素具有深远的应用前景。基于以上研究背景,本论文设计并制备了两种不同的响应性纳米体系用于对抗细菌感染,分别为仿生多功能纳米硒体系和基于纳米钌的级联性杂合抗菌体系,并分别研究了它们对细菌感染治疗过程的实时监控、抑制体内细菌感染及促进伤口愈合的能力。本论文分为三章:第一章:绪论,病原性细菌对人类健康构成严重威胁,本章介绍了细菌的结构及其耐药性的产生机制,总结了纳米材料针对细菌结构及相关特性的抗菌机制,对常见纳米材料进行了分类,综述了纳米材料作为主动治疗剂和响应性治疗体系的研究进展,阐述了纳米体系在对抗细菌感染领域的研究进展、不足之处、需要解决的问题以及纳米体系作为抗菌剂的应用前景。第二章:设计合成了响应性多功能纳米硒体系(Ru-Se@G NPs-RBCM)。将红细胞膜(RBCM)经超声涂覆于纳米体系外层,赋予纳米免疫逃逸的能力。在到达MRSA感染微环境后卸除细菌外毒素武装,而后暴露出可被金属基质蛋白酶特异性降解的明胶核心(Ru-Se@G NPs),进而响应高表达的明胶酶并释放出钌配合物修饰的功能化纳米硒(Ru-Se NPs),最终实现协同的抗菌和实时体内成像。体外实验表明,Ru-Se@G NPs-RBCM纳米体系可以逃避巨噬细胞的吞噬,有效降低MRSA分泌毒素溶血活性,响应细菌分泌的酶并特异性释放Ru-Se NPs,达到高效协同杀菌效果;小鼠体内MRSA感染模型也显示出其能够有效监控治疗进程并促进细菌感染性伤口的痊愈。第三章:以钌纳米框架(Ru NFs)为核心材料制备杂合抗菌体系(Ru NFs/GOx),构建了一种生物相容性好且具备自激活效应的级联试剂,天然葡萄糖氧化酶(GOx)以物理作用负载于在钌纳米框架内,并在外层进一步修饰了透明质酸(HA),用于实现体内细菌感染微环境响应性的治疗。在小鼠伤口处细菌分泌过量的透明质酸酶(Hyaluronidase,HAase)降解外层HA后,暴露出的GOx能够作为起始酶,将无毒葡萄糖连续转化为丰富的葡萄糖酸和过氧化氢,以降低毒副作用。同时,反应过程中生成的葡糖酸会改变整个系统的p H至3~4,进而激活Ru NFs的过氧化物酶样活性。随后,累积产生的H2O2会被在催化下释放出抗菌性能更强的羟基自由基(·OH),最终协同诱导细菌死亡。体内研究表明,所制备的杂合纳米体系具有促进感染伤口愈合的效果和高生物安全性。