专栏名称: 生物材料前沿

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Advanced Materials:工程化益生菌用于抗菌及促伤口愈合！

生物材料前沿 · 公众号 · · 2024-07-22 07:10

正文

【全文概要】

生物膜内细胞外聚合物（EPS）的紧凑三维结构显着阻碍了抗菌药物的渗透，使得生物膜根除具有挑战性，并导致持续的生物膜相关感染。为了应对这一挑战，作者提出了一个解决方案：将鼠李糖乳杆菌与 MXene (Ti3C2) 量子点 (MQD)/FeS 异质结相结合的益生菌生物异质结 (P-bioHJ)。该研究旨在分解 EPS 中的糖类，从而有效对抗生物膜相关感染。最初，P-bioHJ 通过代谢过程靶向糖类，导致 EPS 崩溃并渗透到细菌菌落中。同时，在暴露于近红外辐射后，P-bioHJ 会产生活性氧 (ROS) 和热能，利用物理机制有效对抗细菌生物膜。抗生物膜治疗后，PbioHJ 调整氧化环境，通过清除 ROS 减少伤口炎症，增强抗氧化酶活性，并减轻 NF-κB 炎症通路，从而加速伤口愈合。体外和体内实验证实了 P-bioHJ 卓越的抗生物膜、抗氧化/抗炎和伤口再生特性。总之，这项研究为治疗生物膜相关感染提供了一种有前途的方法。本研究以“ Engineered Probiotic Bio-Heterojunction with Robust Antibiofilm Modality via “Eating” Extracellular Polymeric Substances for Wound Regeneration”为题发表在《 Advanced Materials 》上。

【图文解读】

图 1. P-bioHJ 形成及其在治疗生物膜感染的皮肤伤口中的抗生物膜、抗氧化和抗炎机制的示意图。

图 2. P-bioHJ 的表征。

图 3.光热和光动力性能评估。

图 4. 体外抗菌性能。

图 5. P-bioHJ 对金黄色葡萄球菌的抗生物膜能力和机制。

图 6. 体外抗生物膜测定。

图7.体外生物相容性和抗氧化能力评价。

图 8. P-bioHJ 的抗氧化和抗炎机制。

图 9. 体内抗生物膜特性和伤口愈合评估。

图10.第7天用各种样品处理的伤口的体内组织病理学分析。

【亮点提炼】

本文设计了一种工程化益生菌（P-bioHJ ），该益生菌具备多种功效。如（1）可分解EPS中的糖类物质，并在在近红外(NIR)光照射下，产生活性氧(ROS)和热能，三方性能下有效地对抗细菌生物膜。同时，在破除生物膜后，（2） P-bioHJ能够调节氧化环境，通过清除ROS缓解创面炎症，提高抗氧化酶活性，减轻NF-KB炎症通路，从而加速创面愈合。