伤口愈合是一个非常复杂的生物过程,涉及炎症反应、细胞增殖和组织重建。伤口易被细菌感染,从而减缓伤口愈合。因此,在创面愈合的炎症早期阶段,必须预防细菌感染、控制炎症反应。传统抗菌剂主要由植物或真菌提取物或改性天然化合物组成,是治疗细菌感染最广泛使用的药物。目前大多数抗生素通过破坏DNA复制、蛋白质合成和细菌膜发挥作用。然而由于抗生素的滥用加速了耐药菌的传播和进化,严重威胁人类健康。耐药细菌每年造成约70万人死亡,预计到2050年将导致1000万人死亡。此外,细菌生物膜是保护细菌的胞外聚合物,是细菌对传统抗生素产生耐药性原因之一。因此,寻找改进的抗菌材料是缓解细菌耐药问题的有效途径之一。由于纳米酶的成本低、稳定性高、可大规模生产和多功能性,因此纳米酶有望成为现有抗菌药物的理想替代品。与传统抗生素不同,纳米酶具有较高的膜渗透性和生物相容性,不易产生耐药细菌;更重要的是,纳米酶的催化活性取决于它们的尺寸、形态和组成,这些优异的化学性质使得开发多功能纳米酶药物治疗成为可能。
炎症反应可以帮助清除伤口内的坏死物质,促进细胞生长因子的释放,缩短伤口的愈合时间。但研究证实,慢性伤口可能与伤口过度且持续的异常炎症密切相关,抑制炎症反应可以有效缓解伤口局部炎症刺激,加速愈合过程。因此,开发一种根据不同治疗阶段的病理微环境,通过调节ROS的产生/去除,自适应地调节抗生物膜活性和免疫反应是具有重要意义的。
Ni-MOF由于其分子结构中的还原性亚氨基和丰富的Ni-N4活性位点,而表现出pH响应的自由基清除/产生能力。此外,当皮肤发生缺损时,缺损部位会形成内源电场。Ni-MOF优异的导电性有助于在生物组织中传输电信号,消除内源电场并促进伤口愈合。Ni-MOF的多功能性与优异的生物安全性,使其在生物医学领域有着广泛的应用前景。
相关研究成果以“pH-responsive double-enzyme active metal-organic framework for promoting the healing of infected wounds”(《具有pH响应双酶活性的金属有机框架促进感染伤口愈合》)为题,发表在胶体与界面科学期刊JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE上,期刊影响因子9.965。
pH-responsive double-enzyme active metal-organic framework for promoting the healing of infected wounds
Zenghong Chen#, Jie Shan#, Qiang Niu#, Hongrang Chen, Wei Zhang*, Dongsheng Cao*, Xianwen Wang*(王咸文安徽医科大学)
通讯作者
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王咸文 教授
王咸文,安徽医科大学东南学者,教授,博士生导师,东南博士后合作导师。安徽省教育厅优秀青年基金获得者,主持国自然面上、青年基金,和安徽省自然基金等在内的10余项课题。中国生物物理学会自由基生物学与自由基医学分会青年委员。Nano TransMed期刊副主编,Journal of Cancer Metastasis and Treatment等期刊编委。入选Nanoscale和Journal of Materials Chemistry B 2023 Emerging Investigators(新锐科学家),入选斯坦福全球顶尖2%科学家2022及2023年榜单,合肥市D类高层次人才(市级领军人才)。
曹东升 教授,主任医师
现任安徽医科大学第二附属医院整形外科主任医师、中华医学会显微外科分会全国委员、中华医学会整形外科分会激光美容委员、中国整形美容协会眼整形分会理事、中国整形美容协会激光美容分会委员、华东地区显微外科联盟副主席、安徽省医学会显微外科分会主任委员、安徽省医学会整形外科分会副主任委员。