【纳米】西北工业大学尚利课题组AFM：基于超电荷纳米酶改性的生物玻璃用于创面修复- 大数跨境

【纳米】西北工业大学尚利课题组AFM：基于超电荷纳米酶改性的生物玻璃用于创面修复

X-MOL资讯

2022-11-13

导读：西北工业大学材料学院尚利课题组通过构筑新型金纳米团簇类酶材料（BSA-AuNCs），借助超电荷界面作用实现其对BGN的高效功能化（BGN-AuNCs）。

以糖尿病溃疡、皮肤烧伤等为代表的严重慢性创面和急性损伤极易发生感染，发展为发病反复、难以愈合的感染性创面，严重威胁人类健康。目前，抗生素仍是临床中治疗感染性创面的主要策略。但传统抗生素的滥用导致细菌产生耐药性且易引发诸多不良反应，因此开发具有高效抗感染、促愈合的多功能治疗策略仍是感染性创面治疗领域的一项重大挑战。纳米生物活性玻璃（BGN）作为典型生物活性陶瓷材料，在组织工程和创面修复等方面得到广泛研究。BGN的活性成分在伤口愈合的各个阶段发挥重要作用。然而，现有基于离子掺杂及客体药物负载策略所构筑的抗感染型BGN材料抗菌性能有限，存在潜在的离子毒性，且功能较为单一，难以满足感染性创面愈合过程中的多元化需求。因此，对BGN进行进一步的功能化和改性，有效提升其在复杂伤口治疗中的功效和生物活性对促进其临床应用具有重要意义。

基于上述研究背景，西北工业大学材料学院尚利课题组通过构筑新型金纳米团簇类酶材料（BSA-AuNCs），借助超电荷界面作用实现其对BGN的高效功能化（BGN-AuNCs）。所提出的超电荷功能化策略，在调控BGN-AuNCs的类酶催化抗菌功效和实现BSA-AuNCs与BGN的超强作用力方面发挥了重要作用。研究发现高度正电化有效提升了BGN-AuNCs的类酶催化性能，从而呈现出比传统离子掺杂型BGN显著增强的抗菌活性和成纤维细胞调控性能，促进感染性创面的快速愈合。同时，基于BSA-AuNCs优异的荧光性能，BGN-AuNCs体系展现出潜在的创面监测功效。相关结果近期发表在国际顶级期刊Advanced Functional Materials 上。

图1. BGN-AuNCs的表征（A-E）及合成策略（F）

图2. BGN-AuNCs的类酶催化效果

图3. BGN-AuNCs的抗菌性能

图4. BGN-AuNCs促感染性伤口愈合能力（A-B）、伤口荧光检测功能（C）、体内抗菌性能（D-E）及下调炎症水平功效（F-G）

总结

纳米生物活性玻璃在复杂感染性创面治疗方面极具临床应用前景，而纳米酶是对抗细菌的新兴策略。该工作提出一种构筑纳米酶功能化生物活性玻璃的新方法，借助超电荷界面效应促进AuNCs和BGN的高效复合，并实现对复合材料类酶催化抗菌性能、成纤维细胞调控性能的显著提升。研究结果有助于进一步理解纳米酶的催化性能调控机制，为构筑多功能生物活性玻璃纳米体系及发展感染性创面治疗技术提供一种新的思路。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Nanozyme-Engineered Bioglass through Supercharged Interface for Enhanced Anti-Infection and Fibroblast Regulation

Ziqi Xu, Tianyi Wang, Yixiao Li, Mengyao Wen, Kangqiang Liang, Chenlong Ruan, Lianbing Zhang, Yumeng Xue, Li Shang

Adv. Funct. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adfm.202209438

通讯作者简介

尚利：西北工业大学材料学院教授、博士生导师，伦敦玛丽女王大学客座教授，德国洪堡学者，国家级青年人才。2010年于中科院长春应用化学研究所获分析化学博士学位，之后在德国卡尔斯鲁厄理工学院从事博士后研究工作。2016年加入西北工业大学材料学院。研究方向主要致力于从事功能发光纳米材料的基础和应用创新研究，包括金属纳米团簇的精确合成与应用、新型荧光纳米传感技术与器件和纳米材料生物效应的机理研究。迄今已在Nano Today、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Chem. Sci.、Sci. Bull.等国内外学术期刊发表论文100余篇，引用次数超过9000次，H-指数为48。荣获爱思唯尔2021中国高被引学者，受邀担任《Chinese Chemical Letters》编委、《Journal of Analysis and Testing》青年编委等学术兼职。

薛语萌：西北工业大学材料学院副教授、博士生导师，2020年于西安交通大学获博士学位，2018-2020年于加州大学洛杉矶分校进行国家公派博士联合培养，2021年加入西北工业大学材料学院。研究方向主要致力于多功能生物活性材料的构筑及其在生物催化、组织工程和疾病诊疗等方面的应用和作用机制研究。迄今已在Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、Angew. Chem. Int. Ed.、Biomaterials等国内外学术期刊上发表学术论文50余篇，总引用1500余次，h-index为22。

课题组主页：

https://www.x-mol.com/groups/shang_li