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天津大学吴水林团队开发新型抗菌疗法

作者: 高校信息网 发布时间: 2019年10月10日 00:27:34

  细菌感染性疾病对全球医疗保健构成越来越大的威胁,并且是全世界死亡率和发病率的主要原因。此外,耐药性细菌感染的迅速出现导致巨大的公共医疗和财政负担,因为长期滥用抗生素正以惊人的速度推动着耐药性病原细菌的快速进化,上升和传播。特别是,在金黄色葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)治疗中的艰巨挑战是在慢性或复发性感染中耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)菌株的流行率不断上升,对临床可用的抗生素表现出很高的耐受性。与MRSA相关的死亡人数超过了由肝炎,艾滋病毒/艾滋病和流感造成的死亡人数。此外,许多传统的抗菌方法(包括银纳米颗粒)的效率正在降低,因为细菌会对银纳米颗粒产生耐药性。因此,迫切需要开发出出色的抗菌疗法,以有效,安全地抵抗包括MRSA感染在内的多药耐药细菌感染。2019年10月3日,天津大学吴水林在Nature Communications 上发表题为“Zinc-doped Prussian blue enhances photothermalclearance of Staphylococcus aureus and promotes tissue repair in infectedwounds”的研究论文,该研究开发了一种由锌掺杂的普鲁士蓝(ZnPB)组成的外源性抗菌剂,可在体外和皮肤伤口感染的大鼠模型中杀死耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌。 由光热效应触发的局部热量加速了离子向细菌的释放和渗透,从而导致细胞内代谢途径的改变和细菌杀灭,而且没有系统毒性。ZnPB治疗导致参与组织重塑的基因上调,促进胶原蛋白沉积并增强伤口修复。 ZnPB的有效光热转化允许使用相对较少的剂量和较低的激光通量,从而使该技术成为当前针对细菌伤口感染的抗生素疗法的潜在替代品。

  细菌感染性疾病对全球医疗保健构成越来越大的威胁,并且是全世界死亡率和发病率的主要原因。此外,耐药性细菌感染的迅速出现导致巨大的公共医疗和财政负担,因为长期滥用抗生素正以惊人的速度推动着耐药性病原细菌的快速进化,上升和传播。特别是,在金黄色葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)治疗中的艰巨挑战是在慢性或复发性感染中耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)菌株的流行率不断上升,对临床可用的抗生素表现出很高的耐受性。与MRSA相关的死亡人数超过了由肝炎,艾滋病毒/艾滋病和流感造成的死亡人数。此外,许多传统的抗菌方法(包括银纳米颗粒)的效率正在降低,因为细菌会对银纳米颗粒产生耐药性。因此,迫切需要开发出出色的抗菌疗法,以有效,安全地抵抗包括MRSA感染在内的多药耐药细菌感染。

体外抗菌活性

  为了全面探索ZnPB-3中热和离子释放的最佳协同抗菌作用,利用808 nm近红外光照射200 p.p.m的细菌培养基。培养0、1、2 h后,在特定设定点ZnPB-3持续15 min。图中显示了相应的Fe2 +,Fe3 +和Zn2 +释放量(L:亮;D:暗)。显然,释放的离子量按D2,D2 ++ L,D1 ++ L ++ D1和L ++ D2的顺序增加,这表明由光热效应触发的局部热量将加速离子的释放。此外,施加局部热量的时间越早,就会释放出更多的离子。这可能是因为ZnPB-3在808 nm近红外光下可以迅速将光能转换为热能,并且MOF中光热效应触发的局部增加的热量会加速ZnPB-3间隙位置处离子的振动,从而加速离子的释放速率。

  由于光热疗法用于治疗细菌感染仍然是一个挑战,因为消除细菌所需的高温会损害健康组织。而该研究开发了一种由锌掺杂的普鲁士蓝(ZnPB)组成的外源性抗菌剂,可在体外和皮肤伤口感染的大鼠模型中杀死耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌。由光热效应触发的局部热量加速了离子向细菌的释放和渗透,从而导致细胞内代谢途径的改变和细菌杀灭,而没有系统毒性。ZnPB治疗导致参与组织重塑的基因上调,促进胶原蛋白沉积并增强伤口修复。ZnPB的有效光热转化允许使用相对较少的剂量和较低的激光通量,从而使该技术成为当前针对细菌伤口感染的抗生素疗法的潜在替代品。