
近日,海南医科大学(海南省医学科学院)生命科学与医学技术学院邬强教授团队联合海南大学等单位,在中国科学院1区期刊《Journal of Colloid and Interface Science》杂志在线发表题为“Glucose-unlocked near-infrared plasmonic nanoheterojunction for enzymatic-thermal coupling therapy of infected wounds”的研究成果。报道了一种基于Ti3C2Tx MXene与锌掺杂普鲁士蓝的等离激元纳米异质结平台,用于耐药菌生物膜感染伤口的酶—热耦合治疗。该工作针对“后抗生素时代”生物膜感染难以清除、传统抗菌策略效果有限的临床挑战,提出了一种非抗生素依赖、微环境响应性的纳米医学解决方案。
生物膜感染是耐药菌感染最突出的致病形式,已成为日益严重的全球健康威胁。生物膜特定的微环境特性(还原性、H2O2不足、高GSH、异常糖代谢)使传统抗菌药物失效,纳米酶虽具潜力,但其催化效率受限于界面电子转移缓慢,等离激元热载流子则因超快复合而难以有效利用。

针对上述难题,该研究团队构建了以Ti3C2Tx MXene为基底,原位生长锌掺杂普鲁士蓝(ZnFe),再负载葡萄糖氧化酶(GOx)并包覆透明质酸的MZF-G纳米复合材料。Ti3C2Tx/ZnFe异质界面因功函数差异形成内建电场,在808 nm近红外光照射下驱动热电子定向迁移,抑制载流子复合,同时增强活性氧产生。GOx催化伤口局部葡萄糖生成H2O2和葡萄糖酸,为类芬顿反应提供底物并酸化微环境;Fe2+/Fe3+消耗谷胱甘肽,Zn2+缓释辅助抗菌。体外研究证明,MZF-G在NIR照射下具有强效抗菌和破坏生物膜活性。体内实验进一步证实,MZF-G有效根除生物膜感染,减轻炎症,调节氧化还原稳态,促进胶原沉积和血管生成,并加速伤口修复。
该研究最终通过界面工程策略成功构建了一种集等离激元光热效应、葡萄糖级联催化、谷胱甘肽消耗和锌离子释放于一体的多功能纳米酶平台。该平台能够同时应对感染伤口中底物供应不足、微环境酸碱度不理想、抗氧化屏障和生物膜保护等多重限制因素,实现了高效的抗菌和促修复效果。这一工作为耐药菌生物膜感染的非抗生素治疗提供了新的思路,也为界面调控型纳米酶在生物医学领域的应用拓展了可能性。
该成果以海南医科大学为第一完成单位。张瑞博士、郭正才博士与硕士研究生李洋为本论文的共同第一作者,海南医科大学邬强教授、海南大学陈德伦讲师以及电子科技大学王旸副研究员为本论文的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、海南省科技专项及海南省自然科学基金等项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.141713
通讯员:邬强
一审:王俊杰
二审:金红林
三审:李春报