铜基MOF光热类纳米酶抑制细菌生物膜及其促进慢性创面愈合应用研究.pdfVIP

铜基MOF光热类纳米酶抑制细菌生物膜及其

促进慢性创面愈合应用研究

摘要

临床上由于抗生素滥用导致细菌耐药性增加以及感染加剧形成生物膜，进一步降

低抗菌性能，引起创面持续炎症。

近年来手术清创联合光动力疗法（PDT）、光热疗法（PTT）、化学动力疗法（CDT）

取得了良好的疗效，然而单一光动力疗法易引起光敏剂生成的ROS被高水平谷胱甘肽

（GSH）耗尽，光热疗法引起的局部高温会损伤正常皮肤组织及细胞，化学动力疗法

会有一些抗药性、副作用、局部刺激、长期治疗效果不佳等问题；基于此开发一种基

于铜基金属有机框架（CuMOF）光热类纳米酶用于抑制细菌生物膜并促进慢性创面愈

合：本研究采用高压反应釜一锅法成功合成了铜基金属有机框架（CuMOF），并将其

巧妙地包覆在明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）水凝胶微针体系中。这一创新设计利用近

红外光辐射产生的光热效应，激活CuMOF持续释放铜离子，并消耗伤口微环境中的谷

胱甘肽（GSH）。同时，CuFDC具有类POD酶活性，释放的铜离子与伤口处的过氧化

氢反应，生成具有强氧化性的羟基自由基和单线态氧，实现了对伤口深层细菌的有效

杀灭。此外，光热效应产生的局部高温可破坏细菌生物膜的结构，进一步增强杀菌效

果，同时最大限度地减少了对周围健康组织的热损伤。结合光热局部热疗，该体系旨

在直接对抗伤口表面的细菌生物膜，并加速促进创面愈合过程。实验结果充分证明了

CuFDC类纳米结构具有优异的光热转换效率和高效的光催化性能，确保了治疗过程的

高效性。通过微针技术的应用，CuMOF类纳米酶可以有效地递送到伤口深层，保证了

治疗效果的深入性和全面性。这种复合材料不仅展现出强大的抗菌活性，有效清除由

抗生素耐药导致的细菌生物膜，而且还促进胶原沉积和血管再生，表现出良好的生物

相容性，显著加速伤口愈合过程。

综上所述，本研究开发的CuMOF-GelMA水凝胶微针体系在抗菌、促进伤口愈合

方面展现了巨大的潜力，有望在未来的临床应用中发挥重要作用，为治疗难愈性伤口

提供了一种新的策略。这项研究的创新性和实用性值得高度关注，相信在未来的研究

和应用中，这一体系将为医疗领域带来更多突破性进展。

【关键词】：金属有机框架;光热类纳米酶;细菌生物膜;伤口愈合;微针

Applicationofcopper-basedMOF

photothermalnanozymesininhibitingbacterial

biofilmandpromotingchronicwoundhealing

Abstract

Clinically,theoveruseofantibioticsleadstoincreasedbacterialresistanceandthe

aggravationofinfectiontoformbiofilms.Thisfurtherreducestheantibacterialperformance

andcausespersistentinflammationofthewound.Surgicaldebridementinconjunctionwith

photodynamictherapy(PDT),photothermaltherapy(PTT),andchemodynamictherapy(CDT),

demonstratedpromisingresultsinrecentyears.Glutathione(GSH),ontheotherhand,can

easilydepletetheROSgeneratedbythephotosensitizerthroughphotodynamictherapyalone.

Photothermaltherapyslocalhightemperaturecandamagenormalskintissuesandcells,while

chemodynamictherapymayencounterissuessu