抗菌奈米酶:用奈米化學治療慢性傷口

抗菌奈米酶:用奈米化學治療慢性傷口

對於糖尿病患者來說,慢性感染的傷口通常是一個很大的問題。然而,一組中國研究人員現在已經開發出一種利用奈米醫學的有針對性的傷口癒合方法,他們的研究已發表在Angewandte Chemie雜誌上。研究人員能夠使用奈米膠囊溶液來改變傷口環境並釋放活性氧,從而使傷口感染細菌失活。

糖尿病患者的慢性傷口是細菌生長的理想場所。富含葡萄糖的環境允許細菌形成生物膜,使抗生素很難到達需要的地方。此外,糖尿病患者的免疫系統通常較弱。在這些情況下,化學動力學療法提供了一種有前途的方法。原位產生的活性氧會削弱並破壞細菌細胞,導致它們死亡。

催化劑負責產生這些活性氧。它在細菌細胞的直接環境中分解過氧化氫,最好是直接在它們的細胞壁上或細胞壁中。鉑奈米顆粒特別適合作為這種作用的催化劑。這些奈米珠上附著有適體:與細菌結合的短 DNA 鏈。這些催化劑顆粒——奈米酶——的工作方式與酶相似,因此得名。所述nanozyme粘在細菌和釋放氧自由基進入細胞內,只要過氧化氫也存在於產生在第一位置的基團。

主要問題是催化劑只能在酸性環境(即低 pH 值)中分解過氧化氫。然而,大多數糖尿病傷口是鹼性的。為了使奈米酶系統在這些條件下仍然有效,長沙(中國)長沙科技大學的楊榮華及其同事利用他們的生化技巧,利用糖尿病傷口富含葡萄糖的環境。

微生物酶葡萄糖氧化酶在醫學診斷和食品工業中已經為人所知,它利用氧氣將葡萄糖轉化為葡萄糖酸,形成過氧化氫和酸性溶液。楊和團隊將葡萄糖氧化酶連線到奈米酶上,然後將整個系統嵌入透明質酸保護殼中。

外殼不僅允許奈米酶顆粒生長大約五倍到 0。1 微米(大約是細菌大小的十分之一),而且還使它們在溶液中保持穩定和不變超過 30 天。透明質酸外殼還有另一個用途:細菌產生分解透明質酸的酶,這意味著細菌基本上釋放了它們自身滅亡的工具。

奈米膠囊溶液在金黃色葡萄球菌的細菌培養物上進行了測試,並在幾個小時內殺死了細菌。該團隊隨後治療了糖尿病小鼠的慢性感染傷口,結果是決定性的:在相同條件下,只有用奈米膠囊溶液治療的傷口才能完全快速地癒合。

作者強調,該方法不需要合成新材料;相反,他們“透過調節區域性微環境解決了對奈米酶的生理限制”。他們還建議這種型別的修改適用於其他奈米酶系統。

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