金屬-有機(jī)環(huán)/籠(MOCs)作為一種可替代抗生素的潛在生物醫(yī)用材料,因其優(yōu)異的抗菌性能而備受關(guān)注。然而,納米級MOCs在可加工性和可轉(zhuǎn)移性方面的困難限制了其實(shí)踐應(yīng)用。為了解決這些問題,我們提出了一種通過多級組裝構(gòu)建厘米級金屬有機(jī)膜(III)的方法,并將其貼附在經(jīng)過陽離子染料MPT(II)染色的真絲織物(I)上,以提高細(xì)菌響應(yīng)識別和促進(jìn)傷口愈合的能力。染料MPT分子與細(xì)菌共培養(yǎng)可以被細(xì)菌原位還原生成自由基,在660 nm光照射下也表現(xiàn)出良好的光熱效應(yīng),不僅可以用于光熱治療,還可以誘導(dǎo)厘米膜釋放Pt MOC,進(jìn)一步協(xié)同光熱提高抗菌性能。這種自制的多層創(chuàng)面敷料不僅能夠?qū)崟r監(jiān)測創(chuàng)面感染,及時進(jìn)行治療,還具有較高的時空精度。
圖1. 細(xì)菌響應(yīng)多層創(chuàng)面敷料的構(gòu)建及光熱協(xié)同抗感染
近期,武漢科技大學(xué)王曉強(qiáng)副教授、河南大學(xué)孫燕教授、華中師范大學(xué)孫耀教授、美國猶他大學(xué)Peter J. Stang院士合作,開發(fā)了具有實(shí)時感染指示和高時空精度的新型傷口愈合敷料(圖1)。其中,采用多級自組裝厘米級Pt MOC膜(III)與陽離子染料(MPT)染色后的真絲織物(I+II)創(chuàng)新性組合(圖1A),實(shí)現(xiàn)在宏觀尺度上合理地應(yīng)用Pt MOC膜,并有效控制治療輸出。真絲織物上的陽離子染料MPT與細(xì)菌共培養(yǎng)后發(fā)生明顯的顏色變化(從淺黃色變?yōu)樯钭仙,原位還原到其自由基形式,可用于實(shí)時監(jiān)測傷口感染(2 h內(nèi)即可出現(xiàn)明顯變色現(xiàn)象)。此外,MPT自由基在660 nm激光照射下表現(xiàn)出良好的光熱效應(yīng),可以誘導(dǎo)和控制厘米膜釋放Pt MOCs,有效提高了抗菌效率,促進(jìn)感染創(chuàng)面快速愈合(圖1B)。這項(xiàng)工作為厘米級金屬-有機(jī)環(huán)/籠(MOCs)材料的宏觀實(shí)踐應(yīng)用、細(xì)菌實(shí)時監(jiān)測和促進(jìn)傷口愈合提供了新的思路。該工作以“Supramolecular coordination platinum metallacycle–based multilevel wound dressing for bacteria sensing and wound healing”為題發(fā)表在《PNAS》期刊上(PNAS 2024, 121, 14, e2318391121)。文章共同第一作者是武漢科技大學(xué)李文珍博士、王曉強(qiáng)副教授以及河南大學(xué)碩士研究生劉凌然。該研究得到國家自然科學(xué)基金委的支持。
圖2. 高度有序的Pt MOC膜多級組裝結(jié)構(gòu)及自組裝示意圖。
2. 細(xì)菌實(shí)時感染識別與光熱效應(yīng)
圖3. 細(xì)菌響應(yīng)多層傷口敷料光熱效應(yīng)及誘導(dǎo)Pt MOC膜多級組裝結(jié)構(gòu)的分解。
原文鏈接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2318391121
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