基于CuS@ZIF-8@PDA纳米颗粒的双离子/光热协同抗菌策略促进感染伤口愈合

针对耐药菌感染伤口愈合难题，研究人员开发了负载CuS NPs的ZIF-8@PDA纳米颗粒（CuS@ZIF-8@PDA NPs）。该材料在近红外（NIR）照射下通过释放Cu2+ /Zn2+ 和光热协同作用高效杀灭金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli），并促进上皮再生。动物实验证实其兼具优异抗菌性和生物安全性，为感染伤口治疗提供新策略。

　　

耐药菌感染导致的伤口愈合障碍是临床面临的重大挑战，现有治疗方法普遍存在用药剂量大、效率低和生物安全性不足等问题。尤其令人担忧的是，随着抗生素滥用导致的耐药菌株激增，传统抗菌手段已难以满足治疗需求。在这一背景下，中国科学院的研究团队创新性地将纳米技术与离子治疗相结合，开发出具有自增强光热活性的Cu²⁺
/Zn²⁺
“抗菌舱”，为这一难题提供了突破性解决方案。相关研究成果发表在《Molecular Pharmaceutics》上。

研究团队采用三步法构建多功能纳米平台：首先将超小铜硫纳米颗粒（CuS NPs）封装于沸石咪唑酯骨架-8（zeolitic imidazolate framework-8, ZIF-8）中，再通过表面修饰聚多巴胺（polydopamine, PDA）形成核-壳结构。该设计巧妙整合了ZIF-8的pH响应降解特性、CuS的光热转换能力以及PDA的粘附性能。

研究结果显示：在近红外光照射下，CuS@ZIF-8@PDA NPs表现出显著的自增强光热效应。当环境pH值降至6.5（模拟感染部位微酸性条件）时，ZIF-8骨架逐渐降解，持续释放Cu²⁺
和Zn²⁺
。体外实验证实，这种双离子释放与光热效应的协同作用，对革兰氏阳性菌（S. aureus）和革兰氏阴性菌（E. coli）的杀灭效率分别达到98.7%和97.3%。

在动物模型研究中，该纳米系统展现出多重治疗优势：一方面通过破坏细菌膜结构和干扰代谢通路实现高效灭菌；另一方面，释放的Cu²⁺
和Zn²⁺
可上调血管内皮生长因子（VEGF）表达，促进上皮细胞迁移和血管新生。与常规抗生素治疗组相比，使用该纳米材料的小鼠伤口愈合时间缩短40%，且主要器官未见毒性反应。

这项研究的突破性在于：首次将ZIF-8的可控离子释放特性与CuS的光热活性有机结合，创建了“抗菌-促愈”一体化的新型治疗模式。其提出的双离子/光热协同机制不仅为耐药菌感染治疗提供了新思路，也为功能性纳米材料的临床转化奠定了重要基础。特别值得注意的是，该系统中Zn²⁺
的引入既增强了抗菌效果，又通过调节金属蛋白酶活性促进了组织修复，实现了治疗效应的多靶点协同。

从临床转化角度看，这种基于生物可降解材料的纳米平台具有成分明确、制备工艺可控等优势，其pH响应特性还能实现感染部位的精准治疗，避免系统性毒副作用。未来，通过优化照射参数和给药方式，这一策略有望拓展至糖尿病足溃疡等复杂感染创面的治疗领域。