光触发治疗是一种对抗移植体相关感染的前瞻性方法,但由于近红外I (NIR-I)光对组织穿透能力不足,光热治疗引起的局部热疗可能破坏周围的健康组织,因此这一疗法还存在诸多的局限性。太原理工大学张翔宇副教授和香港城市大学Paul K Chu设计了一种由上转换元素掺杂的二氧化钛纳米棒(TiO2 NRs)/姜黄素(Cur)/透明质酸(HA /骨形态发生蛋白-2 (BMP-2)组成的近红外II (NIR-II)光学治疗系统。
本文要点:
(1)F、Yb和Ho的加入不仅提高了该系统的光催化能力,而且使移植体系统具有上转换能力,使得NRs能够在NIR-II激光照射下产生足够的活性氧(ROS)。
(2)此外,得益于群体感应抑制剂、ROS和NRs物理穿刺的联合作用,该系统可以在1060 nm激光照射15分钟后的温和温度(45℃)下快速清除钛表面的金黄色葡萄球菌生物膜。并且由于Cur的存在可以有效减轻免疫反应,而BMP-2则能够改善成骨分化,从而加速新骨形成。综上所述,该NIR-II光触发抗菌平台在治疗深层组织感染方面具有很好的临床应用价值。
Guannan Zhang. et al. Near-Infrared Light II - Assisted Rapid Biofilm Elimination Platform for Bone Implants at Mild Temperature. Biomaterials. 2020
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220308814