ACS Nano | 酶-模拟水凝尔平衡抗菌活性与细胞保护，促进细菌性角膜炎角膜再生

目前的细菌性角膜炎治疗方法，从局部抗生素到缝合角膜移植，未能同时解决感染控制、炎症调节和组织再生。为了平衡有效的抗菌作用与宿主组织保护，我们开发了一种可注射的仿生复合基质，将光应性的胶原蛋白/透明质酸-硝苯共轭（CHB）水凝胶与源自姜黄素和几胞桑（CC-CDs）的多功能碳点（CD）集成在一起。注射后，CHB 水凝胶在原位形成透明粘附界面，而 CC-CD 利用阳离子壳关聚糖进行靶向细菌膜破坏，并利用姜黄素衍生的纳米酶活性实现细胞内氧化还原稳态。值得注意的是，CC-CD 相较于疏水姜黄素的水溶性提升了 4000 倍以上，这显著增强了其抗氧化效力，并实现了近乎完全消灭细菌的双重作用，同时保持超过 98%的细胞存活率。由于这种生物相容性，复合水凝胶进一步促进巨噬细胞向再生性 M2 表型极化。体内检测显示，24 小时内细菌负荷降低 90%，第 4 天抗炎细胞招募增加 6 倍，纤维化标志物抑制 91.8%，第 28 天恢复 87.5%视网膜信号振幅。这些发现凸显了复合水凝胶在无疤痕结构修复和通过微创微环境调节实现视觉功能恢复方面的协同能力，确立了传统眼科手术的替代方案。

该研究以题为“Enzyme-Mimetic Hydrogel Balancing Antibacterial Activity and Cytoprotection for Corneal Regeneration in Bacterial Keratitis”发表在ACS Nano上。

多功能 CHB @CC水凝胶治疗细菌性角膜炎的示意图，重点展示其在细菌清除、炎症调节及促进角膜组织修复方面的协同作用，从而实现有效再生治疗

总结

最近，一项发表在《ACS Nano》上的研究带来了一种治疗细菌性角膜炎的新思路。研究者开发出一种可注射的光敏水凝胶，它不仅能填补角膜缺损，还兼具抗菌、抗炎和促再生的多重功能。这种水凝胶由胶原/透明质酸骨架和姜黄素-壳聚糖衍生的碳点组成。其中，碳点带有正电荷，能通过物理方式破坏细菌细胞膜，实现高效杀菌，同时避免了传统抗生素的耐药问题。更巧妙的是，碳点还模拟了超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性，能有效清除细胞内的活性氧，保护角膜上皮细胞免受氧化损伤。体外实验显示，这种材料在杀灭99%以上细菌的同时，细胞存活率仍超过98%。

在兔子的细菌性角膜炎模型中，这种水凝胶注射到角膜缺损处后，经紫外光照射即可原位固化并牢固粘附。它能在24小时内减少90%的细菌载量，并促进巨噬细胞向抗炎的M2型转化，抑制纤维化标志物。治疗28天后，角膜结构基本恢复正常，疤痕极少，并且视网膜电图信号幅度恢复了87.5%，说明视觉功能也得到了良好保留。这项研究为角膜感染的无缝合修复提供了一种兼顾杀菌与组织保护的集成方案，有望成为传统角膜移植的替代选项。

参考文献：

DOI: 10.1021/acsnano.5c22118