X射线激活多机制凝胶平台SAO25-AO@Gel通过深组织活性氧风暴实现高效杀菌

本研究针对抗生素耐药性和传统抗菌光动力疗法(aPDT)组织穿透性差的难题，开发了一种X射线激活的多机制凝胶平台。该平台首次协同放射动力疗法(RDT)、X射线激发光动力疗法(X-PDT)和照射后持续PDT，诱导长效活性氧(ROS)风暴，实现对革兰阳性菌(金黄色葡萄球菌)和革兰阴性菌(大肠杆菌)约99%的杀灭率，90%生物膜清除效果，并在1.5厘米组织深度保持强效抗菌活性，为深部组织感染治疗提供新策略。

　　

面对抗生素耐药性挑战和传统抗菌光动力疗法(antibacterial photodynamic therapy, aPDT)组织穿透深度有限的困境，研究人员开发了一种具有多重作用机制的X射线激活凝胶平台。该创新系统首次实现放射动力疗法(radiodynamic therapy, RDT)、X射线激发光动力疗法(X-ray-excited photodynamic therapy, X-PDT)与照射后持续光动力效应的三重协同，能够在深层组织中引发持续性的活性氧(reactive oxygen species, ROS)风暴。

该平台将兼具X射线诱导放射动力学特性和持久发光(persistent luminescence, PersL)性能的铝酸锶磷光体(SAO25)，与放射性/光敏剂吖啶橙(acridine orange, AO)共同整合于生物相容性凝胶基质中。这种独特设计激活了三种互补的ROS生成途径：SAO25固有的放射动力学活性、AO自身的放射动力学效应，以及X射线照射期间和照射后通过能量转移介导的AO光动力激活。

这种多机制协同策略产生了包括单线态氧(¹O₂)、超氧阴离子(•O₂^?)、羟基自由基(•OH)和过氧化氢(H₂O₂)在内的多种活性氧物种，并展现出延长的活性持续时间。实验结果显示：对革兰阳性菌(金黄色葡萄球菌, S. aureus)和革兰阴性菌(大肠杆菌, E. coli)的体外杀菌效率达到约99%，生物膜清除率约90%，在猪肉模型中穿透1.5厘米组织仍保持强效抗菌作用。

体内研究证实了该平台具备双模式荧光/PersL成像引导功能，在深部脓肿模型中实现了95.4%的创面恢复率。该平台优异的生物相容性、适应性和耐药性缓解潜力，为治疗顽固性深部组织感染建立了令人瞩目的新范式。