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糖尿病伤口因细菌感染、炎症、缺氧和活性氧(ROS)过多等愈合困难。研究人员制备脂肽 / Ti3C2Tx MXene 纳米杂化物治疗细菌感染性糖尿病伤口。该纳米平台能有效杀菌、清除 ROS 等,为相关治疗提供新策略。
在健康领域,糖尿病伤口的治疗一直是个棘手的难题。糖尿病患者由于自身免疫功能受损,伤口特别容易遭受细菌感染,而且感染后情况会变得更加糟糕。一方面,高血糖环境简直成了细菌的 “天堂”,让它们能够大量繁殖,不断侵蚀伤口。另一方面,伤口处持续的炎症反应、缺氧状态,以及过多的活性氧(ROS),就像一个个 “小恶魔”,阻碍着伤口的愈合。传统的治疗方法在面对这些复杂问题时常常显得力不从心,这就促使科研人员不断探索新的治疗方案。
中南民族大学等机构的研究人员勇敢地迎接了这一挑战,开展了关于制备脂肽 / Ti3C2Tx MXene 纳米杂化物治疗细菌感染性糖尿病伤口的研究。他们成功构建了这种纳米杂化平台,并发现该平台可以通过物理穿刺、温和光热疗法(PTT)和肽疗法的三重协同作用,有效地治疗细菌感染的糖尿病伤口。这一研究成果意义重大,为糖尿病伤口的治疗开辟了新的道路,有望改善众多糖尿病患者的健康状况。该研究成果发表在《Biomaterials Advances》上。
研究人员在开展这项研究时,用到了几个主要关键的技术方法。首先,通过 XRD(X 射线衍射)技术对 Ti3C2Tx MXene 的结构进行表征,以此判断材料的生成和结构变化。同时,利用材料本身具备的特性,如 Ti3C2Tx MXene 的光热转换能力进行光热疗法,以及借助脂肽的抗菌特性等开展相关实验研究 。
下面来看具体的研究结果:
- 材料结构表征:通过 XRD 分析,研究人员发现对 Ti3AlC2 MXene 进行 HF 蚀刻后,002 表面的峰从 9.679°(d=0.913nm)移动到 6.635°(d=1.331nm),层间距增大,且 104 表面的峰消失,这表明 Al 原子被去除,生成了 Ti3C2Tx MXene。
- 抗菌及相关机制研究:Ti3C2Tx纳米片具有独特的作用机制。一方面,其超薄且边缘锋利的结构,能够在直接接触细菌时进行物理穿刺,破坏细菌膜;另一方面,凭借优秀的光热转换效率,它可以通过温和 PTT 产生热量,进一步破坏细菌膜。同时,它还具备清除 ROS 的能力,有利于伤口愈合。而带正电的脂肽与二维 Ti3C2Tx MXene 结合后,不仅改善了 Ti3C2Tx纳米片与带负电细菌膜的接触,实现膜锚定,而且本身具有抗菌能力,弥补了温和 PTT 因热强度不足导致的治疗效果下降问题。这种协同作用使得纳米平台对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌都具有广谱抗菌活性。
- 治疗效果研究:综合上述特性,脂肽 / Ti3C2Tx MXene 纳米杂化平台在治疗细菌感染性糖尿病伤口方面展现出良好的效果。它不仅能够高效地消灭细菌,还能减少伤口处的 ROS,促进血管生成,为伤口愈合创造有利条件。
在研究结论和讨论部分,研究人员构建的脂肽 / Ti3C2Tx MXene 纳米杂化平台为细菌感染性糖尿病伤口的治疗提供了一种创新的三模态疗法。该平台结合了物理穿刺、温和 PTT 和肽疗法的优势,克服了单一治疗方法的局限性。Ti3C2Tx MXene 和脂肽的协同作用,在抗菌、清除 ROS 和促进血管生成方面表现出色,为解决糖尿病伤口愈合难题带来了新希望。不过,该研究目前还处于实验室阶段,未来还需要进一步开展临床试验,验证其在人体中的安全性和有效性,探索最佳的治疗方案和应用方式,从而真正将这一成果转化为临床治疗手段,造福广大糖尿病患者。