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我院刘会芳教授在光合细菌水凝胶促进多重耐药菌感染的伤口愈合方面取得新进展

更新时间:2022-03-01 15:15:59点击次数:1715次

近日,我院刘会芳教授在国际权威期刊《Acta Biomaterialia》上发表了题目为“Engineering a photosynthetic bacteria-incorporated hydrogel for infected wound healing”的原创论文。《Acta Biomaterialia》为中科院双一区Top期刊,2021年最新影响因子8.947。我院2019级专业硕士研究生赵尔曼同学为该论文的第一作者,河北大学刘会芳教授、张金超教授和南方医科大学附属东莞医院李振华研究员为该文章的共同通讯作者。文章链接:https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.12.017

伤口愈合是指机体遭受外力作用,皮肤、肌肉等组织出现离断或缺损后的愈复过程。是组织的再生、肉芽组织增生和瘢痕组织形成的复杂病理生理过程。其中细菌感染是伤口愈合延缓的重要原因,而多药耐药菌(如耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌,MRSA)伤口感染更是临床上难以解决的棘手问题。临床上多采用抗菌药物治疗MRSA所致伤口感染,但是由于MRSA对多种抗菌药物均不敏感,导致治疗效果不佳。因此发展促进伤口愈合的治疗策略具有重要意义。近红外(NIR)光热材料具有高效广谱的杀菌作用,且不易诱导细菌耐药,在抗菌应用领域引起广泛的关注。脱细胞真皮基质 (ECM) 水凝胶具有良好的生物相容性,可以避免换药导致的皮肤伤口的二次损伤。而且其对细胞增殖、分化、迁移具有调节作用,能够促进伤口愈合。

在这项工作中,首先通过简单的化学交联的方法制备了 一种包封光合细菌活药的水凝胶敷料,将课题组前期首次发现的具有NIR光热性质的光合细菌(ACS Nano 2021, 15, 1, 1100–1110)负载到ECM水凝胶内部,设计合成了一种集光热、杀菌、抗炎及促进组织再生等作用于一体的多功能伤口敷料,用于治疗MRSA感染,促进全层皮肤切口修复。结果表明,在NIR的照射下,光合细菌水凝胶对MRSA杀灭率高达100%。而且光合细菌含有多种类胡萝卜素、番茄红素等成分,具有抗氧化作用,能够抑制伤口的炎症反应。除此之外,由于ECM富含生长因子、糖胺聚糖等生物活性大分子,可以调控创面微环境,促进细胞增殖和迁移,加速胶原蛋白沉积和肉芽组织形成,显著促进皮肤组织再生,进而加速伤口的愈合,实验结果表明,在12天内小鼠皮肤创面就能得到良好的修复。总之,这项研究为开发新型的多模式治疗细菌感染的方法和技术奠定了基础。


1. 光合细菌水凝胶的制备及其杀灭MRSA和促进伤口愈合的示意图

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