Glucose-gated nanocoating endowing polyetheretherketone implants for enzymatic gas therapy to boost infectious diabetic osseointegration

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关联仪器： B105倒置荧光显微镜 Leica DMi 8,B611激光共聚焦显微镜Leica TCS SP5II

期刊名称： Nano Today

发表时间： 2024-10-31

提交用户： 李家赫

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原文链接：四川大学梁坤能、邓怡 Nano Today：葡萄糖门控的聚醚醚酮植入体用于“酶促气体疗法”促进糖尿病感染的骨结合_中国聚合物网科教新闻

  糖尿病是一种全球广泛发生的内分泌疾病，到2045年全球预计将有6.93亿人受到糖尿病的影响。对于糖尿病患者来说，骨骼并发症和感染问题尤为严重。高血糖环境会加速成骨细胞的凋亡，抑制骨髓间充质干细胞向成骨细胞的分化。同时，细菌在高糖环境下容易快速繁殖，使得糖尿病患者更容易发生严重感染并且迁延不愈。这些因素都严重影响了植入体周围骨组织的愈合，不仅严重增加了患者的痛苦，还增加了医疗负担。传统的抗感染策略主要依赖抗生素，但长期使用会加速耐药菌的产生。而气体疗法作为一种新兴的"绿色"治疗策略，因其具有很小的副作用而受到越来越多的关注。虽然一氧化碳(CO)被常报道用于气体治疗，但其按需释放仍难以实现，抗菌机制仍不明确。基于此，该研究首次提出了一种葡萄糖门控的“酶促气体疗法”策略用于治疗糖尿病感染性骨缺损。

  在本项研究中，四川大学华西口腔医学院梁坤能副教授联合四川大学化学工程学院邓怡研究员团队开发了一种高分子医用植入材料，它包含聚醚醚酮（PEEK）、葡萄糖氧化酶（GOx）和羰基锰（MnCO），可以通过“酶促气体疗法”来增强糖尿病感染状态下的骨结合。通过对PEEK材料磺化后，使用聚多巴胺(PDA)进行表面修饰；GOx作为葡萄糖响应门控，可以响应高血糖环境从而分解葡萄糖并释放过氧化氢；通过MnCO的类芬顿反应来实现CO气体和锰离子的原位释放。