基于CCM@ZIF-8纳米复合材料的声动力抗菌机制研究及其抗感染应用

针对抗生素耐药性日益严峻的挑战，研究人员开发了新型有机-无机杂化声敏剂CCM@ZIF-8。该材料通过超声激活显著降低对大肠杆菌(E. coli)、金黄色葡萄球菌(S. aureus)和白色念珠菌(C. albicans)的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)，其杀菌机制涉及促进活性氧(ROS)生成、增强细菌对姜黄素(CCM)的摄取、破坏生物膜等多重效应，为抗感染治疗提供了新策略。

　　

病原微生物正对公共卫生构成日益严重的威胁，尤其在抗生素耐药性持续升级的背景下。声动力抗菌化疗(Sonodynamic Antimicrobial Chemotherapy, SACT)作为一种新兴策略备受关注。本研究创新性地构建了纳米级有机-无机杂化声敏剂姜黄素@沸石咪唑酯骨架材料-8(Curcumin@ZIF-8, CCM@ZIF-8)，该材料具有超大比表面积、高孔隙率和优异的声动力活性。实验数据显示，在超声辐照条件下，CCM@ZIF-8不仅能显著降低对三种菌株（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌）的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)，其杀菌效果更是远超非超声处理组。

机制研究揭示了其卓越声动力抗菌性能的多重作用机制：促进胞内活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)爆发式生成、增强细菌对CCM的摄取效率、实现CCM的持续释放、有效破坏细菌生物膜结构、诱导蛋白质泄漏等协同效应，最终达成杀菌目的。这些发现为深入理解SACT的作用机制提供了重要线索。研究还通过图示生动展示了CCM@ZIF-8的制备流程和应用场景，证实其对多种病原微生物均具有显著抑制效果。该成果为抗感染治疗领域提供了一种创新的纳米治疗策略，具有重要的临床转化价值。