光热纳米材料在抗菌领域的研究进展

细菌感染威胁着人类健康,特别是耐药菌导致的疾病,临床上的发病率和死亡率极高,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是临床上最可怕的致病菌(超级细菌)之一,可导致败血症和急性心内膜炎。目前耐药菌的快速变异和新抗生素开发的严重滞后,迫切需要对新型抗菌剂的研究。具有光热效应的纳米材料将光能转化为热能,使局部温度升高,可破坏细菌细胞膜、导致蛋白质变性。因其独特的抗菌机制,产生耐药菌的可能性较小,可以作为抗生素的替代品。光热纳米材料分为三类,包括金属类、碳类和聚合物类纳米材料。本文对近几年来具有光热效应的抗菌纳米材料领域的研究进展进行综述,并讨论其特点及未来的发展方向。

细菌群体感应及其抑制剂的研究进展

生物膜是导致慢性细菌感染疾病难以根治的主要原因,细菌群体感应现象有调节生物膜形成的功能,越来越多的研究人员使用群体感应抑制剂来抑制生物膜的形成。本文主要介绍了细菌群体感应系统的作用机理,整理总结其分类;同时,根据群体感应抑制剂的来源简要归纳其分类,并探讨了群体感应抑制剂的当前主要应用;最后,对群体感应系统及其抑制剂进行了展望,为细菌感染性疾病的研究提供更多思路。

二硫化钼负载呋喃西林协同抗菌研究

[目的]制备二硫化钼(MoS_(2))负载呋喃西林(NFC)复合物,探究其协同光热抗菌治疗性能。[方法]利用水热法制备MoS_(2)和MoS_(2)/NFC,然后对MoS_(2)进行表征测试,研究MoS_(2)/NFC对白色念珠菌(C.albicans)、大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗菌性能变化。[结果]MoS_(2)具有较好的光热性能,MoS_(2)/NFC对C.albicans的最小抑菌浓度0.35 mg/mL,MoS_(2)/NFC对E.coli的最小抑菌浓度为0.5 mg/mL,MoS_(2)/NFC对S.aureus的最小抑菌浓度为0.4 mg/mL。[结论]MoS_(2)有较好的光能转化为热能的能力,MoS_(2)/NFC的抗菌能力明显优于单一材料MoS_(2)和NFC,具有优异的协同抗菌作用。

季铵化介孔碳纳米球的合成及其在体内协同光热抗菌治疗

细菌感染对人类健康造成了严重威胁,光热抗菌疗法(photothermal antimicrobial therapy, PTT)具有广谱抗菌、时空可控性、微创性和深组织穿透性等优点.然而,单一PTT治疗常常伴随着热损伤等副作用,影响治疗效果.协同光热疗法能够克服这个问题.本研究首先制备富含羧基的介孔碳纳米球(carboxy-rich mesoporous carbon nanospheres, CMCN),再共价接枝聚乙烯亚胺并进行季铵化(quaternary ammonium compound, QAC)处理制备得到CMCN-QAC复合材料.本研究分析了CMCN浓度和照射功率对温度的影响,评估其光热性能.接下来,采用平板涂布法和活/死染色等实验分析CMCN-QAC体外协同光热抗菌效果.最后,建立小鼠创面细菌感染模型并进行协同光热治疗.结果表明, CMCN-QAC在体内外均表现出优异的治疗效果和良好的生物相容性,体现了CMCNQAC作为新型协同光热抗菌材料在治疗细菌感染领域的潜力.

功能化介孔碳纳米球负载银离子的光热协同抗菌研究

耐抗生素菌株的出现严重降低了传统抗生素疗法的效率。开发一种有效消除这种细菌感染的新型替代抗生素疗法变得至关重要。光热治疗(PTT)具有组织渗透性、时空可控性、不产生耐药性且能广谱抗菌等优点,但PTT的高效杀菌效果通常需要极高温度(55~65℃),此过程不可避免会对正常组织造成损伤。银纳米粒子(AgNPs)被用作广谱抗菌剂,其抗菌活性主要来源于银离子(Ag^(+))的释放。然而,过量的AgNPs不仅会对机体产生毒性,而且还会造成贵金属的浪费。本课题采用氧化后的介孔碳纳米球(OMCN)作为光热材料负载Ag^(+)制备复合材料OMCN-Ag^(+)。该体系不仅具有高效抗菌活性,还能减少贵金属Ag的浪费及降低毒副作用,此外,精确控制的温和光热可克服传统光热抗菌过程中温度过高对正常组织造成的损伤。该抗菌治疗体系在体内和体外都有良好的生物相容性,且能有效清除小鼠伤口感染部位的细菌,从而促进小鼠伤口愈合。本研究中动物实验均按照河南大学动物实验伦理委员会批准的指导方针进行。

基于介孔纳米碳球接枝聚胍类化合物协同光热抗菌策略的研究

细菌感染是严重威胁着人们生命健康的主要问题之一.与传统抗生素疗法相比,新型抗菌策略光热疗法(PTT)展现出可控、微创及不易使细菌产生耐药性的优良性能.然而单模形式下PTT疗法并不理想,且高温下通常伴随着炎性反应等副作用,联合抗菌策略可有效解决这一问题.本研究制备了富含羧基的氧化介孔纳米碳球(OMCN),通过酰胺化反应,共价接枝聚六亚甲基双胍(PHMB),得到OMCN-PHMB纳米平台.实验结果表明, OMCN的光热性能具有良好的浓度与近红外光照功率依赖性.在808 nm激光照射下, OMCN-PHMB的体内外联合光热治疗效果显著优于单一模式下的其它治疗组,且组织学分析结果表明,该纳米平台对小鼠的主要器官没有产生明显的毒性,具有较高的生物相容性.