根除顽固的细菌生物膜感染需要开发快速诊断和及时治疗。然而,构建一个便携式多功能平台,能够原位监测伴随强效抗生物膜活性的生物膜感染仍然具有挑战性。为了解决这个难题,北京师范大学彭绍军、郭众和四川大学邓怡等人设计了一种微针治疗诊断贴片 (Mn: C/G@MN),将创新的生物光子探针 (锰掺杂碳点,Mn: CDs) 整合到甲基丙烯酸酯明胶中,用于可视化监测生物膜感染和按需光疗。
本文要点:
1)Mn: C/G@MN 贴片穿透生物膜的物理屏障以追踪其酸性微环境,表现出可视化的荧光颜色变化 (从黄色到绿松石色),从而能够肉眼监测生物膜感染。此外,Mn:C/G@MN 贴片可通过局部高温和 808 nm 近红外光照射下的羟基自由基 (•OH) 风暴的协同作用,按需彻底清除生物膜,从而破坏细胞外聚合物 (EPS) 基质,分散生物膜,进而杀死脱落的细菌。
2)体外和体内研究结果均证实可以实现生物膜感染的监测和治疗。此外,多功能 Mn:C/G@MN 贴片有利于抑制炎症反应、加速胶原沉积、刺激血管生成和加速生物膜感染的伤口愈合。正如设想的那样,这项工作凸显了这种多功能平台在生物膜感染综合治疗诊断中的应用潜力。
参考文献:
S. Lai, B. Cao, X. Ouyang, S. Zhang, J. Li, W. He, J. Dong, L. Shi, Y. K. Chan, Z. Guo, Y. Deng, S. Peng, Fluorescent Microneedle-Based Theranostic Patch for Naked-Eye Monitoring and On-Demand Photo-Therapy of Bacterial Biofilm Infections. Adv. Funct. Mater. 2024, 2415559.
https://doi.org/10.1002/adfm.202415559