对于糖尿病患者来说,慢性感染的伤口通常是一个很大的问题。最近,研究人员开发出一种利用纳米医学的方法,有针对性地让伤口愈合,他们的研究已发表在Angewandte Chemie杂志上。


研究人员能够使用纳米胶囊溶液来改变伤口环境并释放活性氧,从而使伤口感染的细菌失活。


糖尿病患者的慢性伤口是细菌生长的理想场所。富含葡萄糖的环境允许细菌形成生物膜,使抗生素很难到达需要的地方。此外,糖尿病患者的免疫系统通常较弱。在这些情况下,化学动力学疗法提供了一种有前途的方法,原位产生的活性氧会削弱并破坏细菌细胞,导致它们死亡。

​抗菌纳米酶:新型纳米医学的方法,让糖尿病患者的伤口也可以愈合

催化剂负责产生这些活性氧。它在细菌细胞的直接环境中分解过氧化氢,最好是直接在它们的细胞壁上或细胞壁中。铂纳米颗粒特别适合作为这种作用的催化剂。这些纳米珠上附着有适体:与细菌结合的短 DNA 链。这些催化剂颗粒——纳米酶——的工作方式与酶相似,因此得名。所述nanozyme粘在细菌和释放氧自由基进入细胞内,只要过氧化氢也存在于产生在第一位置的基团。


主要问题是催化剂只能在酸性环境(即低 pH 值)中分解过氧化氢。然而,大多数糖尿病伤口是碱性的。为了使纳米酶系统在这些条件下仍然有效,长沙(中国)长沙科技大学的杨荣华及其同事利用他们的生化技巧,利用糖尿病伤口富含葡萄糖的环境.


微生物酶葡萄糖氧化酶在医学诊断和食品工业中已经为人所知,它利用氧气将葡萄糖转化为葡萄糖酸,形成过氧化氢和酸性溶液。杨和团队将葡萄糖氧化酶连接到纳米酶上,然后将整个系统嵌入透明质酸保护壳中。


外壳不仅允许纳米酶颗粒生长大约五倍到 0.1 微米(大约是细菌大小的十分之一),而且还使它们在溶液中保持稳定和不变超过 30 天。透明质酸外壳还有另一个用途:细菌产生分解透明质酸的酶,这意味着细菌基本上释放了它们自身灭亡的工具。

​抗菌纳米酶:新型纳米医学的方法,让糖尿病患者的伤口也可以愈合

纳米胶囊溶液在金黄色葡萄球菌的细菌培养物上进行了测试,并在几个小时内杀死了细菌。该团队随后治疗了糖尿病小鼠的慢性感染伤口,结果是决定性的:在相同条件下,只有用纳米胶囊溶液治疗的伤口才能完全快速地愈合。


作者强调,该方法不需要合成新材料;相反,他们“通过调节局部微环境解决了对纳米酶的生理限制”。他们还建议这种类型的修改适用于其他纳米酶系统。



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