基于镍金属有机框架与葡萄糖氧化酶的自激活级联纳米酶水凝胶系统用于糖尿病感染创面的协同治疗

本研究创新性地构建了Ni-MOF@GOx-QT级联纳米酶水凝胶系统，通过葡萄糖氧化酶（GOx）催化伤口微环境中的葡萄糖生成H2O2和葡萄糖酸，激活镍金属有机框架（Ni-MOF）的过氧化物酶样（POD-like）活性，产生杀菌羟基自由基（•OH），同时季铵化壳聚糖（QC）-单宁酸（TA）水凝胶提供生物相容性载体，实现了糖尿病感染创面99%抑菌率和显著促愈合效果。

　　

Highlight

本研究成功合成具有级联酶催化活性的Ni-MOF@GOx纳米材料。该材料在酸性条件下能高效将H₂O₂转化为•OH，对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）展现出显著杀菌效果。以QT水凝胶作为载体时，生物相容性得到提升。Ni-MOF@GOx在消毒伤口的同时，与QT水凝胶协同形成抗菌屏障。

Conclusions

本实验成功构建了基于镍金属有机框架（Ni-MOF）和葡萄糖氧化酶（GOx）的自激活级联纳米酶水凝胶系统（Ni-MOF@GOx-QT）。该系统通过GOx催化伤口处葡萄糖生成H₂O₂和葡萄糖酸，触发Ni-MOF的POD-like活性，将H₂O₂转化为杀菌•OH，对革兰氏阴性菌和阳性菌均表现出>99%的抑制率。该可注射水凝胶不仅解决了外源H₂O₂的临床应用难题，还显著加速了糖尿病大鼠感染创面的愈合进程，为糖尿病相关感染创面治疗提供了新型非抗生素依赖的 microenvironment-responsive 治疗策略。