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光热转换和酶活性的二硫化钼基纳米材料,结合后具有抗菌消炎功效

光热转换和酶活性的二硫化钼基纳米材料,结合后具有抗菌消炎功效

作者: 幸相知 | 来源:发表于2023-08-24 11:32 被阅读0次

    引言

    细菌感染是一种传染性的疾病,主要是由于病原菌造成的。细菌性疾病是当今世界普遍存在的重大公共卫生问题,给人们的身体和社会带来巨大的危害。

    根据资料显示,全世界每年都有数以百万计的人死于细菌性传染病,包括肺炎,肺结核,腹泻,性病等。

    因此,近年来以纳米复合物为代表的新型抗菌、抗炎药物的研发受到了广泛关注。

    一、细菌感染和发炎

    细菌感染是人体抵御外界刺激的首要因素,而过量或不当的炎性反应则会对人体产生伤害。各种开放创伤中都含有大量的病原菌。

    这些病原菌极易引起创伤的局部感染,造成组织损伤,并影响角质形成细胞的迁移,甚至造成创伤的延缓。

    在感染的过程中,细菌会生成某些毒素和代谢物,它们会激发人体免疫系统中的细胞,释放出一系列的炎症介质,比如白细胞介素、趋化因子等,从而导致局部血管膨胀,血管渗透性增加,从而让免疫细胞和营养物质进入到感染部位。

    此外,该蛋白还可诱导并活化 Mφ等多种免疫细胞,发挥抗菌作用。

    炎性反应作为人体抵御外界侵染的第一线,其发生与发展是不容忽视的,但也有部分疾病的发生与发展过程中,炎性反应过度或持续的程度较高,会引起严重的局部组织损伤与系统性的疾病发生,因而必须对其进行合理的调控,以防止其对人体造成伤害。

    所以,在对病原菌进行处理的过程中,必须对病原菌进行合理的处理,才能加速病原菌的排出及创面的愈合。

    在抗菌药物问世以前,对病原菌的多种治疗方法都十分局限,而抗菌药物的大量使用曾被视为治愈病原菌的一种新方法。但是,由于大量的抗菌药物的广泛应用,很多病原菌都出现了抗性,使得部分常用的抗菌药物对其疗效下降。

    此外,由于抗生素的过量应用,导致了细菌的多耐药性(MDR)日益增多。

    近年来,该疾病已经发展为一种全球性的健康问题。据 WHO2015年数据显示,全世界约80%的多药耐药菌是由抗生素过量或滥用所致。

    此外,针对细菌的局部用药,目前越来越多的药物被开发出来,为细菌的预防与控制提供了新的思路。

    近年来,金和银等纳米材料在抗菌和抗炎等方面的应用和研究越来越多,尤其是在抗菌和抗炎等方面,金和银作为典型的抗菌物质,具有很强的抗菌活性。

    已有研究表明,银、银两种双金属纳米材料对 PTT效应起着重要的促进作用,然而,分支状Au-Ag双金属纳米材料的不稳定将会对其效应产生不利的影响。

    PDA能仿生吸附于无机材料上,并能对其进行改性,前期工作表明 PDA也能对其产生光热效应。

    但是,随着对其研究的不断深化,一些纳米材料在杀菌机理单一、杀菌效果不显著等方面存在的问题越来越突出。

    为此,在纳米金光热抑菌、纳米银光热抑菌的基础上,加入具有 III类仿酶活性的纳米抗菌材料二硫化钼,考察其抑菌作用和抗炎能力。

    二、纳米材料与 TMT

    在当前,在世界范围内,在当前,一种可以将诊断学和治疗学运用到同一个平台的技术,也就是纳米技术,它已经被大量地用于药学、生物学、毒理学、化学、材料科学等领域。

    在此基础上,开发了一种新型的载药纳米颗粒。该体系可提高载药体系的溶解性,隐蔽肿瘤细胞的免疫逃避;可调控载药体系的控释性能,实现载药体系的靶向性;可实现多药同步载药。

    相对于单纯给药,其具有更好的药动学、载药特性、疗效指标等优点。

    目前,国内外已经有多种以纳米粒为基础的给药体系进入了临床应用。目前,与抗菌、抗炎有关的纳米粒子在国内外已有较多的报道,很多都已进入了临床前期、临床实验等阶段。

    近年来,基于类石墨烯结构的二维过渡金属硫化物等新型纳米结构的研发取得了长足的进步,并在生物医药、化学传感、电子学等方面展现出了广阔的前景。

    目前对二维材料进行了广泛的研究,从绝缘体到超导体,特别是由 Geim等人于2004年制作的单层石墨烯,成为了目前的研究焦点,之后又有了过渡族二氧化物等,也得到了深入的研究。

    (石墨烯结构)

    三、光热疗法

    1903年,随着美国科学家运用紫外光(UV)对普通狼疮进行治疗而荣获诺贝尔生理或医学奖项,光诱发治疗逐渐成为主流,各种以紫外光为基础的诊疗装置相继投入到临床应用中。

    近年来,基于光治疗的光/热治疗由于其可控性好,不易导致细菌产生抗性等优点,成为一种简单、微创、高效的治疗方法。

    目前已有研究表明,光热杀菌技术主要是利用特殊波段的近红外光照,使细菌发生代谢变化、蛋白/酶降解、微凝块及血管扩张等过程,达到对细菌造成不可逆伤害的目的,但其机理尚不明确。PTT作为一种重要的抗菌药物,其应用前景日益广阔。

    PTT相对于常规的抗菌药物,在抗菌药物(包括抗菌药物、抗菌药物)、抗菌时间短、不易产生抗菌药物等方面有着广泛的应用前景。

    PTA是 PTT的核心材料,其最理想的 PTA应具备:1)高光热转化效率、光稳定;2)良好的生物兼容性;3)体内快速排出;4)易合成、易修饰。

    本项目拟以五类 PTA为对象,分别为:贵金属、金属硫/氧化物、碳基纳米线、聚合物物基、以及小分子基纳米材料。

    四、MoS2的发展概况

    二硫化钼(MoS2)是一类具有代表性的 TMDCs,其主要成分是一系列纵向堆积的、以范德华力结合而成的、单一的、厚度仅6.5 nm左右的、多层状的、多层状的、多层状结构。在元素上,MoS2中 Mo为人体所必须的微量元素,而 S则为人体所需要的大量生活元素。

    二硫化钼的制备过程可以从宏观到微观,包括机械、化学、电化学和物理气相沉积等方法。

    (MoS2)

    以及bottom-up法(如水热法、 CVD法等)。二硫化钼通常由纳米片,纳米管,量子点组成。当然,MoS2还可以用控制的、期望的形状,比如类似于雷达型颗粒的形状,

    具有多种用途的花朵形状的颗粒和奈米管。

    与石墨烯不同,二硫化钼的表面官能团可以很好地与其它含硫组分发生化学键合。

    目前,二硫化钼(MoS2)作为一种新型的生物材料,其在临床上的应用通常都是通过对其表面进行改性和改性。

    (MoS2)

    当前,二硫化钼(MoS2)的功能化除采用硫离子介导的方法外,还采用了共价修饰的方法。最近的研究表明,二硫化钼(MoS2)的官能团修饰可以在生物医药方面获得更多的应用。

    二硫化钼(MoS2)的层状结构能够对细胞膜造成物理性破坏,促使活性氧的生成,进而造成细胞的氧化破坏。

    PDT是在特定的波长下,利用光敏剂对可见光或近红外光进行能量转换,使其在特定的波长下,被光敏剂所激发的电子与空穴反应生成外源 ROS,从而使其失去活性,进而使其与反应物进行氧化还原反应,这一过程被称作光催化。

    二硫化钼(MoS2)也是一种优良的光敏剂,但由于其较宽的带隙以及较快的电荷与电荷的结合,使其在光敏剂中表现出较强的抗菌性。

    纳米酶不仅与自然界中的酶类一样,而且价格低廉、结构可调控,且兼具了纳米材料所特有的性质。

    MoS2还具有抑制炎症反应和抑制炎症反应的功能,这与MoS2可以抑制炎症反应和抑制炎症反应有关。

    结语

    纳米材料由于其自身的优势,同时也存在着一定的安全隐患,尤其是对人类健康和生态环境的影响,其安全问题亟待探讨。同时,对其服役性能及稳定性等方面的问题进行了深入的探讨。

    由于其优异的生物相容性和,使得其作为一种新型的抗菌、消炎药物,被认为是一种极具发展潜力的新型抗菌、消炎材料,随着技术的成熟,在未来会有广泛的应用。

    参考资料

    《GREENHALGH D G, GREEN T L, LIM D, et al. BACTERIAL PATHOGEN-ASSOCIATED MOLECULAR PATTERNS UPREGULATE HUMAN GLUCOCORTICOID RECEPTOR EXPRESSION IN PERIPHERAL BLOOD MONONUCLEAR CELLS》

    《BAYM M, LIEBERMAN T D, KELSIC E D, et al. Spatiotemporal microbial evolution on antibiotic landscapes 》

    《RESISTANCE W A. Multi-country public awareness survey》

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