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
