【摘 要】
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创伤导致的皮肤缺损,容易形成细菌感染而难以愈合。如果产生严重的创面生物膜感染,则更加难以去除。目前,临床上创面感染最常用的治疗方式仍是使用抗生素,但是抗生素的滥用会导致细菌的耐药性增强。最近,光热疗法（PTT）作为一种消除细菌生物膜感染的策略,受到研究者的广泛关注。然而,PTT消融生物膜所需的较高温度,通常会引起附近正常组织/器官的损伤。因此,我们开发了一种基于沸石的咪唑骨架（ZIF-8）包覆的介
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创伤导致的皮肤缺损,容易形成细菌感染而难以愈合。如果产生严重的创面生物膜感染,则更加难以去除。目前,临床上创面感染最常用的治疗方式仍是使用抗生素,但是抗生素的滥用会导致细菌的耐药性增强。最近,光热疗法（PTT）作为一种消除细菌生物膜感染的策略,受到研究者的广泛关注。然而,PTT消融生物膜所需的较高温度,通常会引起附近正常组织/器官的损伤。因此,我们开发了一种基于沸石的咪唑骨架（ZIF-8）包覆的介孔聚多巴胺（MPDA）核壳纳米粒子（MPDA@ZIF-8）,然后负载热休克蛋白（HSP）的天然抑制剂Pifithrin-μ（PES）,最终制备了MPDA@ZIF-8/PES纳米颗粒。MPDA@ZIF-8/PES纳米颗粒的ZIF-8外壳,能够响应细菌生物膜感染的酸性环境快速降解,从而触发PES和锌离子的释放。PES能够降低细菌对热的耐受力,抑制其HSP,锌离子具有抗菌/抗生物膜作用。因此,本文制备的纳米系统,能够在温和的近红外光照射下,诱导细菌生物膜的有效消除,实现具有优异抗菌效果的低温PTT疗法（～45°C）。主要研究内容如下:首先,我们制备了具有良好的光热性能的MPDA纳米颗粒,进而用ZIF-8包覆MPDA纳米粒子。随后负载热休克蛋白70抑制剂-PES,形成MPDA@ZIF-8/PES核壳纳米颗粒。在细菌感染的酸性环境下,MPDA@ZIF-8/PES载药纳米粒子的ZIF-8壳分解,实现PES的可控释放。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、X射线衍射仪（XRD）、Zeta电位仪、红外光谱仪（FTIR）等测试结果证实了MPDA@ZIF-8/PES核壳纳米颗粒的合成以及药物的成功加载。通过近红外光照射和热成像仪对颗粒的光热性能进行了评估,结果显示:MPDA@ZIF-8/PES纳米颗粒良好的光热性能。利用金黄色葡萄球菌（S.aureus）进行了体外抗菌实验（标准平板计数法、结晶紫染色、细菌活死染色）,结果表明:近红外光照射10 min,MPDA@ZIF-8/PES纳米颗粒能够显著清除细菌生物膜。体外细胞实验（细胞活死染色和细胞活力检测）结果表明:MPDA@ZIF-8/PES纳米颗粒具有良好的细胞相容性。进一步,将MPDA@ZIF-8/PES纳米颗粒原位注射于小鼠的严重感染伤口后,动物实验结果表明:在近红外光的照射下,该纳米粒子能够有效清除生物膜和杀死细菌,降低炎症反应,加速皮肤伤口愈合,且具有良好的生物相容性。总之,本研究合成了一种具有细菌感染环境响应性的MPDA@ZIF-8/PES纳米颗粒,实现了细菌生物膜感染的低温PTT治疗,相关成果为新型抗菌材料的设计与合成提供了关键技术和理论支持。
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