Small:银-铋二氧化硅纳米复合材料用于皮肤细菌感染协同治疗

细菌感染是临床上常见的感染性疾病,抗生素的使用有效降低了感染患者的死亡率。然而由于抗生素的滥用,耐药菌出现的频率急速攀升,这给感染性疾病的治疗带来了严峻的挑战。因此,人们亟待开发新型的低耐药性抗菌剂以治疗耐药菌感染。

近年来,多功能纳米抗菌剂因其耐药性低且在耐药菌感染上的优越性能而备受人们的关注。早在公元前1000年,银作为抗菌剂在鞋袜除臭、妇用凝胶等领域已被广泛运用。但高表面能的银纳米极易聚集,导致其分散性差,银离子释放量降低、抗菌性能变差。针对这一问题,人们已合成出多种银纳米复合材料以改善其分散性并提升银离子的释放性能。最新研究表明,将光热剂引入银纳米复合材料是一个具有独特优势的解决策略。一方面,在激光照射下,光热剂可产生局部高温杀死细菌并破坏生物膜使银离子能够更好的渗入膜内,最终根除细菌;另一方面,超热短时间内可实现高浓度的银离子释放,实现对细菌的高效抑制。与常规抗生素疗法相比,光热疗法与传统银抗菌性能的结合作为抗感染治疗的潜在途径,具有一些不可比拟的优势,例如远程可控性、可忽略的耐药性以及较低的副作用等。

南京工业大学董晓臣教授与合作者根据以上情况,通过原位生长银-铋纳米颗粒构建了介孔二氧化硅负载的银-铋纳米复合材料,以解决银易聚集以及光热剂铋易氧化的关键问题,在激光照射下,实现了光热增强银离子释放的联合抗菌治疗。体外实验结果表明,Ag-Bi@SiO2纳米粒子可实现光热增强的银离子释放,有效破坏细胞膜和生物膜,实现对成熟生物膜的有效清除;体内实验结果证实,Ag-Bi@SiO2纳米粒子具有优异的协同抗菌作用和良好的生物相容性。这些实验结果表明,Ag-Bi@SiO2纳米粒子作为新型抗菌材料具有很好的应用前景。此外,多孔Ag-Bi@SiO2纳米粒子可用作抗生素、光敏剂和其他抗菌药物的载体,为后期多功能抗菌材料的构建提供很好的聚集和输送平台。相关结果以“Mesoporous Silica Supported Silver-Bismuth Nanoparticles as Photothermal Agents for Skin Infection Synergistic Antibacterial Therapy”为题,在线发表在Small(DOI: 10.1002/smll.202000436)上。