银修饰溶菌酶-血红素纳米复合物负载温敏水凝胶用于MRSA感染创面的按需治疗

为解决抗生素耐药性(AMR)导致的细菌感染创面治疗难题，南京医科大学团队开发了一种基于银修饰溶菌酶-血红素纳米复合物(LHS NPs)的温敏水凝胶(LGP)。该材料兼具化学动力学疗法(CDT)和光热疗法(PTT)双重功能，其过氧化物酶样活性达2.59 U/mg，光热转换效率达53.89%，在MRSA感染创面模型中展现出卓越的抗菌效果和促愈合能力，为耐药菌感染治疗提供了新型无抗生素解决方案。

　　

在临床治疗中，细菌感染尤其是慢性创面感染已成为威胁公共健康的重大问题。随着抗生素滥用导致的耐药性问题日益严峻，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等"超级细菌"的出现使得传统抗生素治疗效果大打折扣。据统计，全球每年因耐药菌感染导致的死亡人数已突破百万，医疗成本更是呈指数级增长。面对这一严峻形势，开发不依赖抗生素的新型抗菌策略迫在眉睫。

在这一背景下，南京医科大学的研究团队将目光投向了两种新兴的治疗方式——化学动力学疗法(CDT)和光热疗法(PTT)。CDT通过催化过氧化氢(H₂O₂)产生高活性羟基自由基(•OH)杀灭细菌，而PTT则利用光热剂将光能转化为热能破坏细菌结构。然而，这两种方法单独使用时都存在明显局限：CDT受限于伤口微环境的pH值影响催化效率，PTT则面临组织穿透深度不足和皮肤耐受阈值低的挑战。

为解决这些难题，研究人员创新性地设计了一种银修饰的溶菌酶-血红素纳米复合物(LHS NPs)，并将其整合到温敏水凝胶中，构建出名为LGP的智能创面敷料。这项研究成果发表在《International Journal of Biological Macromolecules》上，为耐药菌感染治疗提供了全新思路。

研究团队主要采用了三种关键技术方法：一是通过去溶剂化法制备溶菌酶-血红素纳米复合物(LH NPs)，并利用原位化学还原法在其表面修饰银纳米颗粒；二是采用流变学测试和差示扫描量热法表征温敏水凝胶的相变行为；三是建立MRSA感染的小鼠创面模型评估体内治疗效果。

【Synthesis and characterization of LHS NPs】
研究人员首先通过去溶剂化法制备了溶菌酶-血红素纳米复合物(LH NPs)，随后采用原位化学还原法在LH NPs表面均匀沉积银纳米颗粒，形成最终的LHS NPs。透射电镜显示，所得纳米颗粒呈球形，粒径约120 nm，具有良好的分散性。X射线光电子能谱证实了银的成功负载，且银主要以Ag⁰形式存在。

【Peroxidase-like activity and photothermal performance】
LHS NPs展现出优异的过氧化物酶样活性，其比活性达2.59 U/mg，远超天然辣根过氧化物酶。在近红外光照射下，LHS NPs溶液温度可在5分钟内升高45°C，光热转换效率高达53.89%。这种双重功能使其同时具备CDT和PTT的治疗潜力。

【Antibacterial activity in vitro】
体外抗菌实验表明，LHS NPs对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均超过99%，对MRSA的抑制效果同样显著。机理研究发现，LHS NPs能有效催化H₂O₂产生•OH，同时光热效应可破坏细菌膜结构，实现协同杀菌。

【Characterization of LGP hydrogel】
将LHS NPs负载到温敏水凝胶中形成的LGP复合材料，在37°C时发生溶胶-凝胶转变，且能在近红外光照射下2分钟内快速固化，完美贴合各种形状的创面。流变学测试显示，LGP的储能模量(G')在相变后显著增加，表明其具有良好的机械强度。

【In vivo wound healing】
在MRSA感染的小鼠创面模型中，LGP治疗组在14天内创面愈合率达95%，显著优于对照组。组织学分析显示，LGP能有效抑制炎症反应，促进胶原沉积和血管新生，加速创面再上皮化过程。

研究结论表明，这种集CDT和PTT于一体的LGP纳米复合水凝胶系统，通过银纳米颗粒增强的酶催化活性和优异的光热性能，实现了对抗生素的完全替代。其温敏特性使得材料能够按需精准作用于创面，为临床耐药菌感染治疗提供了个性化解决方案。特别值得一提的是，该系统的所有组分均具有良好的生物相容性，避免了传统抗菌材料可能带来的毒副作用。

这项研究的创新之处在于：首次将溶菌酶的天然抗菌活性、血红素的酶催化功能和银纳米颗粒的抗菌特性有机结合；开发出能同时响应生理温度和外部光刺激的智能创面敷料；在完全避免使用抗生素的情况下，实现了对耐药菌感染的有效控制。这些突破为未来开发更多基于纳米酶的新型抗菌材料提供了重要参考。

从临床转化角度看，LGP系统具有明显的应用优势：制备工艺简单、成本可控；使用方便，只需配合便携式近红外光源即可实现按需治疗；适用于各种复杂形状的创面，具有广阔的临床应用前景。研究人员表示，下一步将重点优化材料的长期稳定性和大规模生产工艺，为最终实现临床转化奠定基础。