近红外光激活锇配合物/UiO-67-bpy复合材料增强抗菌活性及促进伤口愈合的研究

针对抗生素耐药性问题，研究人员开发了新型Os(bpy)22+/UiO-67-bpy（UOsCb）复合材料，通过近红外光（800-810 nm）激活产生高效Type-I ROS（•OH），对金黄色葡萄球菌（S. aureus）抑制率达89.6%，并显著加速感染伤口愈合（6天恢复90%）。该研究为抗耐药菌治疗提供了新策略。

　　

抗生素耐药性已成为全球健康危机，传统光动力疗法（PDT）因紫外/可见光穿透力差、光敏剂（PSs）稳定性不足等问题受限。近红外光（Near-IR）虽能深层穿透组织，但现有PSs如有机染料和钌配合物存在聚集猝灭、ROS效率低等缺陷。锇（Os）配合物因其长激发态寿命和强自旋轨道耦合成为潜力候选，但高浓度下性能下降。金属-有机框架（MOF）的限域效应可优化金属配合物性能，如提升发光寿命和催化活性。为此，广东某高校团队设计了一种新型Os(bpy)₂²⁺/UiO-67-bpy复合材料，首次实现近红外激活Type-I PDT抗菌应用。

研究采用溶剂热法合成UiO-67-bpy MOF，并通过后修饰将Os(bpy)₂Cl₂配位到MOF的联吡啶单元。通过XRD、FTIR和XPS验证结构，其中623 cm^-1的Os-N键特征峰红移证实配位成功。抗菌实验选用革兰氏阳性菌（S. aureus）和阴性菌（E. coli），小鼠模型评估伤口愈合效果。

研究结果

1. 结构表征：XRD显示复合材料保留UiO-67-bpy晶型，FTIR中Os-N键峰位变化及XPS中N电子态偏移证实配位作用。
2. 抗菌性能：UOsCb在近红外照射5分钟后对S. aureus抑制率达89.6%（存活率10.4%），对E. coli为66.6%（存活率33.4%）。机制研究表明，UOsCb的•OH产量为裸Os配合物的2.7倍。
3. 体内效果：感染S. aureus的小鼠伤口6天愈合90%，黑暗组仅45%。
4. 生物相容性：48小时细胞毒性14.6%，溶血率1.6%（128 μM浓度），证实材料安全性。

结论与意义
该研究通过MOF限域效应显著提升Os配合物的近红外PDT性能，解决了传统PSs的组织穿透与稳定性难题。UOsCb的高效Type-I ROS生成和低生物毒性为抗耐药菌治疗提供了新思路，同时为MOF-金属配合物异质结设计开辟了道路。论文发表于《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》，对开发新型生物医学材料具有重要指导意义。