西安交大孟令杰教授团队开发出应用于多模式抗感染治疗的近红外光激发等离子体MXene/MOF复合纳米酶

深度烧伤的患者可能面临创面感染的风险，这不仅加大了治疗的难度，严重时甚至会危及患者的生命。传统的抗生素治疗方式虽然在一定程度上能够对抗细菌感染，但是随着抗生素的过度使用，细菌的耐药性逐渐增强，治疗效果大打折扣。此外，银等金属离子和季铵盐离子等抗菌剂虽然也具有抗菌效果，但高昂的价格、较高的毒性以及不环保的特性限制了其广泛应用。

针对以上问题，孟令杰教授团队与空军军医大学合作，提出了一种全新的抗菌治疗策略。他们通过精心设计合成MXene/MOF（MXM）复合材料，成功实现了近红外（NIR）等离子体效应（LSPR）增强纳米酶催化和光热性能协同高效的抗菌策略（图1），为解决烧伤感染难题提供了新的解决途径。

这种新型复合纳米酶具有过氧化物酶的活性，能够将过氧化氢（H2O2）分解成有害的活性氧（ROS），有效清除细菌。同时，MXene在NIR光照射下产生的LSPR特性，使得热电子得以转移到MOF表面，进而促进芬顿反应的发生，产生高毒性的羟基自由基，从而实现光增强催化的体外抗菌治疗。此外，MXene优异的光热效应，能够在治疗过程中产生局部高温，进一步提升对细菌感染的治疗效果。通过将纳米酶疗法与光热疗法（PTT）相结合，这一创新技术显著增强了纳米酶的催化作用，实现了高效的抗菌治疗效果，并能有效促进感染创面的愈合。以烧伤后感染MRSA的小鼠作为动物模型进行的实验治疗显示，与对照组和其他治疗组相比，MXM/H2O2+NIR组的创面面积最小，含菌量最低，创面愈合情况也最为理想（图2）。因此，将纳米酶疗法与光热疗法（PTT）相结合，增强了纳米酶催化作用，实现了高效的抗菌治疗效果，促进感染创面愈合。

图1.等离子增强纳米酶催化活性与光热效应协同抗菌示意图。

图2. (A)烧伤后感染MRSA小鼠治疗过程。(B) MXM处理的创面热成像图。(C)不同治疗组的创面愈合图。(D)创面愈合轨迹图。(E)不同治疗组创面活菌量。(F)创缘组织H&E染色图。(G)创缘组织Masson染色图。

该工作以“NIR Plasmonic Nanozymes: Synergistic Enhancement Mechanism and Multi-modal Anti-infection Applications of MXene/MOFs”为题发表在国际顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）上，西安交通大学化学学院为第一通讯单位，文章第一作者是西安交通大学化学学院博士生赵小平，空军军医大学硕士生陈阳为共同第一作者，西安交通大学化学学院孟令杰教授，高瑞研究员及空军军医大学官浩教授为论文通讯作者，该研究获得了国家自然科学基金等项目的支持。

论文信息：

Xiaoping Zhao, Yang Chen, Ruoxin Niu, Ye Tang, Yanni Chen, Huining Su, Zhiwei Yang, Xunan Jing, Hao Guan*, Rui Gao*, Lingjie Meng*.Adv. Mater.2023, DOI:https://doi.org/10.1002/adma.202307839

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202307839

研究团队主页链接：https://gr.xjtu.edu.cn/web/menglingjie