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一种应对细菌感染的“活体原位重组装”治疗策略

2017-08-16 00:21
来源: 材料牛

【引言】

纳米材料和纳米技术在最近几年得到了科学界的重视,其在各个领域的应用都越来越广泛。由于纳米材料的特殊的尺寸效应,纳米颗粒、纳米管以及各种纳米技术在生物医学方面的应用正蓬勃发展,势头十足。迄今为止,已经开发了许多纳米系统作为抗生素替代品用于细菌感染的治疗。然而,这些先进的系统由于其非目标聚集性和随后的副作用,因此受到限制。

【成果简介】

近日,国家纳米科学中心王浩研究员和乔增莹副研究员(共同通讯作者)等人论证了病理驱动的自组装纳米结构,由于组装诱导保留(AIR)效应,其在目标位置显示出超强的积累与保留能力。受此效应的启发,本论文论述了一种新的抗菌策略——“活体原位重组装”策略,在酶的辅助下,抗菌活性纳米粒子由球形转变为纤维结构,从而在细菌感染部位同时实现长期积累与增强抗菌的功效。相关成果以题为“An “On-Site Transformation” Strategy for Treatment of Bacterial Infection”发表在Adv. Mater.上。

【图文导读】

图1 CPC的自组装示意图和酶诱导形态转变的原理

a)i)CPC自组装到含PEG壳层的纳米颗粒中;ii)在明胶酶存在下裂解可降解的肽,从而剥去保护壳层;iii)疏水/亲水平衡的破坏导致壳聚糖的链链氢键相互作用,自发促进纤维结构的自组装重组;

b)i)在感染性微环境中,积累在感染位点的CPC纳米颗粒被由明胶酶阳性细菌产生的明胶酶切割,引发原位形态转化;ii)纤维状纳米结构在感染组织内原位产生,使纳米材料得以积聚且其保留时间延长;iii)外露抗菌肽的纳米纤维显示出高效的抗菌能力。

图2 CPC-1的可变性特征


  a)CPC-1在酶诱导下的形态转化示意图;

b)将CPC-1纳米粒子浸入明胶酶(10μg/mL)三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液(pH 7.4)一段时间后,每个时间段代表性的TEM图像;比例尺,100nm;

c)在PB溶液(10×10-3 M,pH 7.4)中壳聚糖(0.5 mg/mL),KLAK肽和纤维CPC-3(100×10-6M,基于KLAK)的CD光谱。

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