 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 2726 | 回復(fù): 0 | |||
醫(yī)用蠶絲科技新蟲(chóng) (初入文壇)
|
[交流]
具有可控光療殺菌特性的多功能絲素/納米酶復(fù)合微針的構(gòu)建
|
|
【研究背景】 牙周炎是一種高度流行的疾病，影響高達(dá)90%的世界人口。高度動(dòng)態(tài)的口腔環(huán)境、組織-牙齒“口袋”結(jié)構(gòu)和抗菌藥物耐藥性對(duì)牙周炎局部治療提出了挑戰(zhàn)，迫切需要用先進(jìn)的生物材料和新的治療方法進(jìn)行升級(jí)。 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院蔣欣泉專家團(tuán)隊(duì)提出了一種新的牙周炎治療策略，即納米酶催化的光/化學(xué)動(dòng)力學(xué)滅菌和微針原位給藥平臺(tái)的協(xié)同作用。通過(guò)在絲素蛋白（SF）生物分子上原位生長(zhǎng)單分散的超小CuS納米酶，然后與甲基丙烯酸化透明質(zhì)酸（HAMA）雜交，構(gòu)建了一種可生物降解的多功能光熱微針（MN-SF/CuS）貼片。構(gòu)建的SF/CuS微針可以方便地微創(chuàng)地深入牙周組織而不受唾液的影響，在那里它將熱作用，活性氧和銅傳遞到指定的深度，實(shí)現(xiàn)快速滅菌和抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。同時(shí)，SF/CuS微針實(shí)現(xiàn)了按需光療效果，而不損傷周?chē)＝M織。臨床前大型動(dòng)物模型證實(shí)，SF/CuS微針具有優(yōu)異的不可逆抗菌活性，并促進(jìn)組織再生，顯著提高牙周治療的耐受性和依從性。 【研究?jī)?nèi)容】 微針是一種新興的局部給藥系統(tǒng)，可穿透皮膚、關(guān)節(jié)、血管等多種部位，已被廣泛研究。盡管近年來(lái)已取得了許多研究成果，但將其應(yīng)用于口腔疾病，尤其是牙周組織的研究尚不多見(jiàn)。微針可以以無(wú)痛、微創(chuàng)的方式穿透健康牙齦，可以在牙齦溝底部保持高濃度的藥物，而不會(huì)被唾液沖洗，極大地解決了牙周袋內(nèi)藥物流失的難題。 絲素蛋白（SF）是一種理想的生物生長(zhǎng)模板和穩(wěn)定劑，光刺激響應(yīng)型CuS納米粒子由于其固有的金屬離子生物功能和光熱響應(yīng)性而在生物納米藥物中得到了廣泛的研究。將SF/CuS納米酶安裝到微針系統(tǒng)中，其中光療將沿著微針內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)行進(jìn)并到達(dá)深層組織，從而優(yōu)化光熱效應(yīng)并保持納米酶的局部保留。 一、SF/CuS微針的構(gòu)建與表征 SF/CuS微針的構(gòu)建過(guò)程如圖1a和1b所示， XRD，XPS譜圖（圖1f）和FTIR譜圖（圖1g）表明成功合成了六方相CuS和SF/CuS。 我們進(jìn)一步研究了各種微針貼片的光熱性能，各種微針的光熱圖像顯示，每根針在各種照射強(qiáng)度下都具有優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換特性而沒(méi)有任何變形（圖2），這有助于MN將光傳輸?shù)浇M織的更深層并在指定位置產(chǎn)生熱量。微針貼片的多孔結(jié)構(gòu)更有利于光捕獲和多重散射，這可以促進(jìn)其光吸收，因此導(dǎo)致更好的光熱轉(zhuǎn)換效率。 固體瓊脂實(shí)驗(yàn)表明具有良好的生物降解能力。NIR激光照射減緩了MN-SF/CuS和MN-CuS貼片的溶解（圖2j），微針的這一特性可以緩解納米酶在短時(shí)間內(nèi)的突釋，增加貼片的工作時(shí)間，從而減少無(wú)機(jī)顆粒的治療頻率和副作用。 二、抗菌和抗生物膜活性的評(píng)價(jià) 牙齦卟啉單胞菌（P.gingivalis）和具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）（F.有核菌）是牙周炎的主要致病菌。將細(xì)菌與CuS或SF/CuS在NIR照射下共培養(yǎng),結(jié)果表明光熱效應(yīng)下的死亡細(xì)菌的增加，顯示活菌的比例最低。采用掃描電鏡和透射電鏡觀察了細(xì)菌的形態(tài)。結(jié)果表明，CuS和SF/CuS可破壞細(xì)胞膜，導(dǎo)致核酸和蛋白質(zhì)滲漏，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。菌斑生物膜積累在牙周炎中非常常見(jiàn)，CuS和SF/CuS各自能夠極大地抑制細(xì)菌生物膜形成。 三、通過(guò)調(diào)節(jié)ROS產(chǎn)物和溫度促進(jìn)抗菌 在近紅外輻射下，SF/CuS產(chǎn)生的高溫不僅破壞了細(xì)菌的膜結(jié)構(gòu)，降低了細(xì)菌的活性，而且還促進(jìn)了ROS的產(chǎn)生。同時(shí)，產(chǎn)生的活性氧可與受損的細(xì)菌細(xì)胞膜相互作用，造成細(xì)胞膜破裂，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)滲漏，甚至進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部破壞DNA和細(xì)胞器，最終安全高效地殺死細(xì)菌。通過(guò)物理和化學(xué)手段相結(jié)合，可以在發(fā)揮良好治療效果的同時(shí)，更好地避免細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生。 四、SF/CuS納米酶的生物相容性和細(xì)胞適應(yīng)性 牙齦成纖維細(xì)胞（gingivalfibroblast，GF）是牙齦組織中的主要細(xì)胞。采用CCK-8和鈣黃綠素-AM/碘化丙啶（Calcein-AM/PI）染色法評(píng)價(jià)CuS和SF/CuS與GF細(xì)胞的生物相容性。結(jié)果表明，SF具有優(yōu)異的生物相容性，而且使超小CuS納米酶均勻分布而不聚集。 為了研究SF/CuS的潛在生物學(xué)功能，我們進(jìn)行了全RNA測(cè)序，主成分分析（PCA）（圖6a）SF/CuS處理的潛在信號(hào)傳導(dǎo)途徑。結(jié)果顯示，p53在許多生物和病理過(guò)程中發(fā)揮作用，如免疫反應(yīng)，代謝和抗氧化防御�？傊�，這些結(jié)果表明SF/CuS納米酶通過(guò)改善p53穩(wěn)定性、防止p53降解和限制巨噬細(xì)胞的鐵凋亡從而影響其免疫活性來(lái)抑制炎癥。 五、犬牙周炎模型的體內(nèi)療效 通過(guò)絲線結(jié)扎和細(xì)菌涂布法構(gòu)建了犬牙周炎模型，評(píng)價(jià)了各種微針貼劑的體內(nèi)抗菌和促進(jìn)組織再生能力。植入后8周，通過(guò)重建的三維（3D）和二維（2D）圖像評(píng)價(jià)所有實(shí)驗(yàn)組的牙槽骨增加水平（圖7 b）。MN-SF/CuS治療后，牙周組織的骨量和牙槽骨面積均明顯增加，說(shuō)明MN-SF/CuS治療后牙周炎得到明顯改善。表明MN-SF/CuS在近紅外照射下可以促進(jìn)牙槽骨修復(fù)并有效治療牙周炎。 通過(guò)VG染色，可以清楚地觀察牙齒與其周?chē)乐芙M織的接觸情況，并可以直接觀察牙齒周?chē)乐芄墙M織的高度和生長(zhǎng)情況。結(jié)果顯示，MN組骨組織深染紅色，骨組織薄，高度低。在頰側(cè)和舌側(cè)，MN-SF/CuS組牙周骨組織的生長(zhǎng)和厚度均顯著高于MN和MN-CuS組（圖7d）。硬組織切片經(jīng)美藍(lán)染色后，MN-SF/CuS組的牙周骨組織在頰側(cè)和舌側(cè)均有明顯的小梁結(jié)構(gòu)，小梁結(jié)構(gòu)粗大而堅(jiān)固，周?chē)猩钏{(lán)色的成骨細(xì)胞（圖7e）。MN-SF/CuS可顯著消除局部組織的細(xì)菌侵入，具有良好的抗菌效果，在治療組織感染方面具有良好的應(yīng)用前景。 【結(jié)論】 本研究成功構(gòu)建了一種新型光熱微針（MN-SF/CuS）貼片，用于基于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化SF/CuS納米酶性質(zhì)的深層牙周袋的抗菌治療和促進(jìn)組織再生。MN-SF/CuS可以將光靶向傳輸?shù)浇M織的更深層，以在NIR照射下實(shí)現(xiàn)局部高溫和可控的ROS產(chǎn)生。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SF/CuS具有良好的抗菌效果，MN-SF/CuS貼片通過(guò)光熱效應(yīng)、POD樣活性和銅釋放的協(xié)同作用，有效地消除了深部組織炎癥，促進(jìn)了組織再生。抗菌機(jī)理研究表明，光熱作用和產(chǎn)生的活性氧破壞細(xì)菌細(xì)胞膜，導(dǎo)致蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的滲漏，殺死細(xì)菌，抑制細(xì)菌生物膜的形成。 我們的光熱微針貼片為未來(lái)牙周炎和深部組織炎癥的治療提供了新的視角。 原文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102297 |
回復(fù)此樓» 猜你喜歡
蛋白條帶歪
已經(jīng)有1人回復(fù)
-
金屬離子與化合物分子對(duì)接
已經(jīng)有1人回復(fù)
-
生物物理、生物化學(xué)與分子生物學(xué)論文潤(rùn)色/翻譯怎么收費(fèi)?
已經(jīng)有201人回復(fù)
-
求助參苓白術(shù)口服液、肥兒口服液，兒康寧糖漿的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)！
已經(jīng)有2人回復(fù)
-
香港中文大學(xué)醫(yī)學(xué)院 誠(chéng)聘 研究助理教授 (醫(yī)工結(jié)合/生物信息學(xué)方向)
已經(jīng)有23人回復(fù)
-
26秋季生物學(xué)方向博士申請(qǐng)
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
26秋季生物學(xué)方向博士申請(qǐng)
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
一志愿暨大生物學(xué)290求求調(diào)劑
已經(jīng)有8人回復(fù)
-
廈大309分生物與醫(yī)藥調(diào)劑
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
334生物求調(diào)劑
已經(jīng)有0人回復(fù)
» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)
相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn)
我要訂閱樓主 醫(yī)用蠶絲科技 的主題更新
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[找工作] 售瀆SCI文章，我:8⊙ 55 1⊙ 54。備注【⊙=0】 +3 | ipys00zm58 2026-03-06 | 6/300 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 301求調(diào)劑 +7 | 朝天椒的雙馬尾 2026-03-05 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 080500材料科學(xué)與工程 +13 | 202114020319 2026-03-03 | 13/650 |
|
|
|
[考博] 26申博-目前4篇SCI一作 +4 | chen_2024 2026-03-02 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 材料085601一志愿哈工大317 +4 | 壓迫感行 2026-03-04 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 304求調(diào)劑 +4 | 曼殊2266 2026-03-05 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑 +3 | 泡了個(gè)椒 2026-03-04 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 一志愿清華深研院材料專碩294分，專業(yè)課111分，本科中南大學(xué)材料，有六級(jí)，有工作經(jīng)驗(yàn) +3 | H14528 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 一志愿天津大學(xué)085600 319分 材料與化工 金屬方向 求調(diào)劑 +6 | 青科11 2026-03-02 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 316求調(diào)劑 +3 | 林小星發(fā)大財(cái) 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 一志愿314求調(diào)劑 +7 | 202111120625 2026-03-03 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 武理材料工程302調(diào)劑 +3 | Doleres 2026-03-03 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 一志愿西工大材料學(xué)，英一數(shù)二總分321分，求調(diào)劑。 +3 | zz05zz 2026-03-02 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 268求調(diào)劑 +10 | 簡(jiǎn)單點(diǎn)0 2026-03-02 | 14/700 |
|
|
|
[考研] 299求調(diào)劑 +5 | kkcoco25 2026-03-02 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 271求調(diào)劑 +4 | Ricardo1113 2026-03-02 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 295求調(diào)劑。一志愿報(bào)考鄭州大學(xué)化學(xué)工藝學(xué)碩，總分295分 +8 | yl1 2026-03-02 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 291 求調(diào)劑 +3 | 化工2026屆畢業(yè)?/a> 2026-03-02 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 272求調(diào)劑 +6 | 田智友 2026-02-28 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 311求調(diào)劑 +6 | 亭亭亭01 2026-03-01 | 6/300 |
|