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近红外激活的纳米伪装系统靶向杀菌及增强电子传递治疗牙周炎
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月09日 来源:Biomaterials 12.8
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针对牙周炎治疗中缺乏选择性杀菌疗法的难题,研究人员开发了封装具核梭杆菌外膜囊泡(OMVs)的多功能纳米球(OMV-ABSI),通过仿生靶向、电子传递(ETA)及光动力/光热(PDT/PTT)协同作用,实现病原体特异性清除与生物膜瓦解,同时保护有益菌群,为牙周炎治疗提供新策略。
牙周炎是全球超过11亿人面临的慢性炎症性疾病,伴随骨吸收和菌群失调,传统疗法因无法选择性清除病原体且难以穿透生物膜而受限。尤其具核梭杆菌(F. nucleatum)作为生物膜“桥梁菌”,加剧了病原体聚集和耐药性。吉林大学等机构的研究团队在《Biomaterials》发表论文,提出了一种仿生纳米球(OMV-ABSI),通过具核梭杆菌外膜囊泡(OMVs)伪装,靶向病原体并触发电子传递(ETA)与光热/光动力(PTT/PDT)协同杀菌,同时破坏DNA修复和代谢通路,实现了高效选择性治疗。
研究采用透射电镜(TEM)表征纳米球结构,通过转录组学分析代谢通路,结合体外/体内实验验证抗菌效果。结果显示,OMV-ABSI通过OMVs的黏附特性精准锚定病原体,近距离引发ETA导致内源性活性氧(ROS)爆发,并协同AgBiS2
@ICG的PDT/PTT效应,使生物膜清除率提升3倍。转录组证实其可干扰硫胺素代谢和DNA修复基因,而体内实验显示其显著减轻牙槽骨吸收。
Characterizations of OMV-ABSI nanospheres
TEM显示AgBiS2
为152 nm空心球结构,OMV包裹后增至166 nm,红外光谱证实OMVs成功修饰。光热实验显示808 nm激光下升温达55°C,ROS生成量为游离ICG的2.1倍。
Conclusion
该研究通过仿生设计解决了靶向递送与生物膜穿透难题,首次将ETA与PDT/PTT结合,为牙周炎及其他生物膜感染提供了“杀菌-代谢干扰-菌群平衡”的多维治疗范式。
讨论
OMV-ABSI的创新性在于利用病原体自身OMVs实现“隐形”靶向,避免了传统纳米材料的非特异性损伤。其通过ETA直接破坏细菌电子传递链,较单一PDT/PTT显著降低治疗剂量。未来可扩展至肿瘤或心血管疾病的生物膜相关感染治疗。
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