基于ETN@Fe7S8纳米复合物的多程序化阶段正向调控实现伤口全面愈合的创新研究

为解决耐药菌感染伤口愈合中抗菌与组织再生难以协同的难题，中国科学院生物物理研究所等团队开发了ETN@Fe7S8纳米复合物。该材料通过释放Fe2+和多硫化物，协同诱导MRSA铁死亡样死亡，同时抑制NF-κB通路减轻炎症，并通过PI3K/AKT-VEGFA通路促进血管生成。研究实现了感染控制、止血、抗炎、促增殖和角质重塑的全阶段伤口修复，为慢性伤口治疗提供了多功能解决方案。

　　

在抗生素耐药性危机日益严峻的背景下，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染导致的慢性伤口治疗面临巨大挑战。传统抗菌材料往往仅针对单一病理环节，难以协调感染控制与组织再生的矛盾需求。更棘手的是，现有纳米材料多依赖光热效应或单一活性氧机制，存在生物相容性差、作用机制局限等问题。如何开发兼具广谱抗菌、抗炎和促再生功能的智能材料，成为再生医学领域的重大科学难题。

针对这一挑战，中国科学院生物物理研究所联合北京交通大学等机构的研究团队创新性地构建了红细胞模板纳米酶复合物ETN@Fe₇S₈。该研究通过水热法将Fe₇S₈纳米晶体锚定在具有Fe-N₄活性中心的ETN骨架上，形成多孔复合结构。研究采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等技术表征材料特性，通过体外抗菌实验、小鼠感染伤口模型验证治疗效果，并运用转录组学、蛋白免疫印迹（Western blot）等手段解析分子机制。

ETN@Fe₇S₈的合成与表征
材料通过溶剂热反应构建，ETN作为模板引导Fe₇S₈纳米晶体的定向生长。表征显示复合材料具有20.72 m²/g的比表面积，XRD谱图与标准卡片（ICCD PDF#24-0220）匹配证实晶体纯度。独特的Fe-N₄配位结构使材料能持续释放Fe²⁺（45 μM）和多硫化物，为多功能协同作用奠定基础。

铁死亡样杀菌机制
在MRSA感染模型中，ETN@Fe₇S₈展现出99.9%的杀菌率，显著优于万古霉素。机制研究表明，释放的Fe²⁺通过二价金属转运体（DMTs）进入细菌，诱发脂质过氧化和谷胱甘肽（GSH）耗竭；多硫化物则与Fe²⁺形成稳定复合物，协同诱导细菌铁死亡样死亡。透射电镜（TEM）观察到明显的细胞膜破裂，代谢分析显示ATP水平下降60%。

全阶段伤口修复功能
动物实验证实该材料具有四大修复功能：

1. 快速止血：在兔耳静脉和鼠肝出血模型中，止血时间缩短至4分钟；
2. 炎症调控：通过抑制p65 NF-κB磷酸化，使促炎因子TNF-α降低2.3倍；
3. 血管再生：上调VEGFA表达，促进HUVEC细胞管腔形成（增加80%）；
4. 表皮重塑：使角质形成细胞迁移速度提升35%，CK14阳性细胞增加2倍。

卓越的生物相容性
即使浓度达1000 μg/mL时，材料溶血率仅3.8%。小鼠主要器官病理学检查未发现异常，肝肾功能指标与对照组无统计学差异（P>0.05）。

这项研究突破了传统抗菌材料功能单一的限制，首次实现从止血、抗菌到组织再生的全周期调控。特别值得注意的是，材料通过Fe²⁺/多硫化物双途径协同作用，既能有效杀灭MRSA，又可激活宿主修复通路，为耐药菌感染创面治疗提供了全新策略。未来通过结合药物负载或优化光热性能，该平台有望拓展至更复杂的临床场景。论文发表于《Journal of Nanobiotechnology》，为智能伤口敷料开发树立了新的技术标杆。