Biomaterials｜单层石墨烯复合“纳米刀”用于活性氧/一氧化碳光控级联介导的耐药菌清除新策略

Diagram the preparation procedure and antimicrobial mechanism of as-established SCH nanoantibiotics

作为世界公共卫生问题，耐药菌引发的感染长期严重威胁公众健康，开发新型抗生素有效抵抗耐药菌感染已迫在眉睫。鉴于此，本文设计了一种多功能二维复合纳米抗生素，该材料以具有光动力效应的单层石墨烯量子点为载体，共价偶联一氧化碳前体分子（CORM-401）并通过静电相互作用吸附透明质酸。与耐药菌作用后，该纳米片表面修饰透明质酸能够被细菌特异性分泌的透明质酸酶降解，暴露出尖锐的刚性片层结构以及活性反应位点，超薄的刚性纳米片可以通过石墨烯固有的“纳米刀”效应嵌入到细菌内部。在可见光照射下，该纳米片能够高效产生单线态氧，并进一步诱发一氧化碳分子释放，实现单层石墨烯复合“纳米刀”光控级联介导的光动力/气体联合抗菌机制。本文采用巨型脂质体模型模拟了光动力/气体联合抗菌的级联机制，有力地证明了该策略的可行性和通用性。细胞实验和动物模型证实了该纳米片对耐药菌治疗的有效性。该材料实现的级联抗菌将为开发新型抗生素和优化治疗方案提供新思路。论文的第一作者为西南大学材料与能源学院博士生刘佳慧，西南大学材料与能源学院薛鹏副教授和康跃军教授为该文章的共同通讯作者。

西南大学薛鹏副教授：新加坡南洋理工大学博士，重庆市市级人才计划青年学者，重庆市引进高层次人才。长期致力于微环境响应型生物材料的设计和开发、及其应用于重大疾病诊疗的性能评价，特别是在分子、细胞、组织和材料界面开展了一系列跨尺度和多维度的基础研究。截至目前，在ACS Nano, Biomaterials, Theranostics, Acta Biomaterialia等期刊发表累计发表学术论文100余篇；作为第一发明人授权国家发明专利10件；主持国家自然科学基金、重庆市自然科学基金以及重庆市留学人员回国创业创新支持计划等科技项目10余项。

西南大学康跃军教授：美国范德比特大学博士，西南大学洁净能源与先进材料研究院执行院长，重庆市微纳生物医用材料及器件工程技术研究中心主任，入选国家海外人才引进计划-青年项目。主要关注微纳米生物医用材料与器件，在生物医学工程领域包括生物传感、生物芯片、纳米生物材料、微流控技术和可穿戴式微型诊疗器件方面进行前沿和开创性研究。共发表SCI收录论文190余篇，他引5000余次。书籍章节14篇，国际会议论文或摘要40余篇。被授予“重庆市学术技术带头人”以及重庆市卫健委“中青年医学高端人才导师”等人才称号。

END