仿生双模式一氧化氮释放血管移植物:时空调控血管稳态与抗菌防御的新策略

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Acta Tropica 2.5

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  本文创新性地提出仿内皮型(eNOS)/诱导型(iNOS)一氧化氮(NO)双模式释放策略,通过将光响应性N-亚硝胺供体BNN6整合至电纺聚己内酯(PCL)移植物,实现生理性持续释放(0.8-6.2×10-10 mol·min-1·cm-2)抑制血栓/SMC增生,光触发爆发释放高效清除金黄色葡萄球菌/大肠杆菌,为血管移植物血栓、再狭窄和感染等多重并发症提供协同解决方案。

  

Highlight

受天然血管内皮型(eNOS)和诱导型(iNOS)一氧化氮合酶时空释放模式的启发,本研究提出革命性双模式NO释放策略。通过将光响应性N-亚硝胺供体BNN6简单混入电纺聚己内酯(PCL),移植物既能模拟eNOS持续释放NO(与天然内皮相当),又能通过光触发实现iNOS式爆发释放,快速歼灭细菌。

Materials

聚ε-己内酯(PCL, Mn=80,000)、六氟异丙醇(HFIP)购自Sigma-Aldrich;N,N'-二仲丁基-N,N'-二硝基-1,4-苯二胺(BNN6)来自郑州阿尔法化学有限公司。

Fabrication and characterization

N-亚硝胺化合物因其光响应释放动力学和热力学可控性被选为NO供体。N-NO键均裂(产生NO自由基)比异裂(产生NO?)能量低23-45 kcal/mol,可实现高效NO释放。通过调节BNN6载量,NO释放速率可精确调控至0.8-6.2×10-10 mol·min-1·cm-2生理范围。

Conclusion

本研究开发的仿生双模式NO释放移植物具有:① 持续NO释放抑制血小板活化、阻碍SMC迁移增殖、促进巨噬细胞抗炎极化;② 光触发NO爆发可高效杀灭金黄色葡萄球菌和大肠杆菌;③ 动物实验证实其显著减轻炎症反应,光激活抗菌能力在模拟感染模型中效果卓越。该设计在材料功能与生理需求间建立动态界面,为血管移植物并发症提供智能解决方案。

Data availability

数据可根据合理要求提供。

CRediT authorship contribution statement

李阳:论文撰写/可视化/实验设计;张佳怡:数据验证/方法优化;王举林:资源支持/数据分析;赵继春:概念提出/实验监督;傅代华:基金支持/项目管理。

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