【摘 要】
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如何治疗细菌感染引起的败血症是一个巨大的挑战,目前临床的治疗手段主要有对症治疗和抗生素治疗,其中对症治疗无法杀死病原菌,且耐药菌株的产生使抗生素的疗效已经远不如从前。光热疗法的出现逐渐引起研究者的广泛关注,并为治疗败血症提供一个新的策略。本文设计并合成了Cu2O包裹Se球的核壳纳米材料(Se@Cu2O)。首先利用败血症引起的高含量内源性H2S,体内硫化Se@Cu2O后转化成具有光热效应的Se@Cu
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如何治疗细菌感染引起的败血症是一个巨大的挑战,目前临床的治疗手段主要有对症治疗和抗生素治疗,其中对症治疗无法杀死病原菌,且耐药菌株的产生使抗生素的疗效已经远不如从前。光热疗法的出现逐渐引起研究者的广泛关注,并为治疗败血症提供一个新的策略。本文设计并合成了Cu2O包裹Se球的核壳纳米材料(Se@Cu2O)。首先利用败血症引起的高含量内源性H2S,体内硫化Se@Cu2O后转化成具有光热效应的Se@Cu9S8,进一步通过激发ROS和光热效应协同治疗小鼠败血症。采用核壳组装的方法合成氧化亚铜包裹纳米硒球,通过透射电镜、扫描电镜、元素分析,XPS,XRD,紫外分光光谱、傅里叶红外光谱、粒径和Zeta电位分析对Se@Cu2O的结构、形貌、组成和粒径大小等进行表征,结果表明Se@Cu2O被成功合成,平均粒径为88.9±6.5 nm。体外使用Na HS模拟内源性H2S与Se@Cu2O硫化,产生Se@Cu9S8,通过紫外分光光谱,透射电镜,扫描电镜,元素分析证明Se@Cu9S8产生。最小抑菌浓度(MIC)、菌落形成单位(CFU)、死活细胞染色,细菌培养液的核酸以及K+含量实验表明,Se@Cu2O+Na HS+NIR浓度在30μg/m L时,可显著抑制大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的繁殖,并观察到Se@Cu2O+Na HS+NIR可以破坏细菌的细胞膜和细菌完整性。使用荧光显微镜观察到Se@Cu2O处理细菌后会产生较高的ROS水平,并且谷胱甘肽(GSH)水平降低与GR蛋白的活性降低也表明Se@Cu2O处理后,产生过量ROS导致细菌死亡。体外光热成像与体内光热成像结果表明,Se@Cu2O成功硫化为Se@Cu9S8产生光热效应。(NIR光的激发功率为1 W/cm~2)伤口愈合实验和败血症模型等体内抗菌实验表明,5 mg/kg的Se@Cu2O在NIR光照下通过抑制细菌感染诱导的炎症反应和细胞凋亡,促进小鼠伤口加速愈合。Se@Cu2O通过体内抑制细菌增殖,显著减少败血症小鼠器官损伤并降低死亡率。重要的是,Se@Cu2O在体内表现出低毒性和低副作用。研究表明,Se@Cu2O被内源性H2S硫化产生Se@Cu9S8,触发ROS爆发与光热效应具有协同抗菌作用,并且Se@Cu2O具有副作用低、生物相容性高等特点。总之,实验的结果验证了本文的设计,Se@Cu2O原位硫化可能是一种有效的策略,通过触发ROS产生和光热效应治疗败血症。
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