Cu-Ce共掺杂的介孔纳米颗粒的制备用于细菌感染伤口的高效愈合

编号：YYHY00989

篇名：Cu-Ce共掺杂的介孔纳米颗粒的制备用于细菌感染伤口的高效愈合

作者：卜佑森1,2,3；何谦凤1,2,3；林锦晖2,3；李宇航2,3；胡婷2,3

关键词： 铜铈共掺杂; 抗菌; 介孔材料;

机构： 1.福州大学化学学院2.中国科学院福建物质结构研究所3.中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心

摘要： 细菌耐药性问题现在影响深远,从而大大降低了当前抗生素的有效性,仅2019年因细菌抗药性引起死亡人数占全球总人数1/8,已成为全球第二大死因,造成了日益严重的全球挑战,对抗生素具有更明显耐药性的病原菌感染正在威胁全球公共卫生,并给全球医疗系统带来额外负担。与有机抗菌材料相比较,稀有金属离子由于具有广谱抗菌性、耐热性好、分散性好及抗药性小等优异性能而应用于各种生物材料和医疗器械中。Ce元素与Cu元素是常见的抗菌类金属材料,CeO2具有类酶特性,会产生ROS破坏细菌细胞壁,使细菌裂解死亡。Cu离子具有类芬顿特性,进入到细菌的细胞内,使得细菌的细胞壁发生破壁,细胞液外流,造成细菌的死亡。此外Cu离子还具有伤口修复的功能。我们水热还原法,一步制备出铈铜共掺杂的纳米抗菌材料材料,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌进行了指示性测试,分析表征探究机理,并进行生物伤口修复评估。与传统抗生素和抗微生物药物相比,Ce-Cu共掺杂材料的引入在抗菌方面具有突出优势,电子显微镜下观察到细菌边界破坏明显,细胞质流失严重。当材料浓度达到100μg/ml时,细菌与材料混合后吸光度从0.9降低到0.6,杀菌率达到90%,且在生物体中,伤口愈合较快,伤口愈合速度较未涂抹材料细菌感染程度降低87%,伤口面积减少4/5,菌类感染较少。我们合成的Cu-Ce共掺杂介孔纳米硅材料抗菌效果明显,将稀土元素与常见元素结合起来,稳定、高效性、广谱性好,为抗菌材料的发展提供了新的思路。