CEJ：基于多功能复合生物材料自增强ROS生成，用于缺氧相关的多模式抗生物膜治疗

活性氧（ROS），如羟基自由基（•OH）和单线态氧（1O2）已成为生物膜相关细菌感染治疗的有效治疗剂。然而，生物膜中的缺氧微环境严重阻碍了ROS的产生。在此，该研究将过氧化铜（CP）和吲哚青绿（ICG）合理地整合到聚多巴胺（PDA）纳米粒子中，构建了一个多功能的混合纳米平台（PDA/CP/ICG），它可以通过缓解缺氧微环境来增强ROS的产生，从而高效地消除生物膜。当PDA/CP/ICG在感染部位或生物膜上积累时，酸性微环境会引发Cu2+和H2O2的共同释放，前者可以通过类似芬顿的反应催化自供的H2O2转化为自由基•OH，并消耗过度表达的抗氧化剂谷胱甘肽（GSH），进一步促进氧化压力。此外，在808纳米激光的帮助下，由PDA引起的高热诱导CP分解成O2，并立即被ICG转化为1O2。由于自由基•OH和1O2的自我放大产生，PDA/CP/ICG显示出令人满意的抗菌和抗生物膜的效果，以及出色的伤口愈合和良好的体内生物安全性。总的来说，这项研究为基于ROS的生物膜消除提供了一个简单的范式，所提出的与缺氧无关的杀菌纳米平台在未来的生物医学应用中具有巨大的潜力。

综上所述，成功地构建了由PDA纳米颗粒与CP和ICG共混组成的缺氧不相关的ROS型抗菌纳米平台。在酸性条件下，PDA/CP/ICG可以进行类似Fenton的反应，为H2O2自供CDT提供•OH。此外，在近红外激光的帮助下，PDA/CP/ICG可以通过CP的热敏分解提供丰富的O2，这些O2立即被负载的ICG转化为1O2，以增强PDT。PTT、CDT和PDT的组合有效地改善了感染部位或生物膜中的ROS水平。此外，PDA/CP/ICG通过Cu2+介导的氧化还原反应表现出良好的GSH耗竭特性，通过打破氧化还原平衡进一步增强了基于ROS的抗菌效果。体外实验表明，PDA/CP/ICG对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌都有令人满意的抗菌活性，并且对成熟的金黄色葡萄球菌生物膜有很好的消除能力。进一步的体内动物实验表明，PDA/CP/ICG具有显著的抗生物膜特性和最佳伤口愈合过程。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723016893

转自：“NANO学术”微信公众号

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