Bacterial biofilm infections are among the leading causes of morbidity and mortality among patients with cystic fibrosis or those with weakened immune systems. Treatment for biofilm infections usually entails intensive antibiotic therapy. There is an urge
细菌生物膜感染是囊性纤维化患者或免疫系统减弱患者发病率和死亡率的主要原因之一。生物膜感染的治疗通常需要强化抗生素治疗。迫切需要设计良好的试剂来实现体内诊断和精确的抗生物膜治疗，而不产生细菌耐药性。不幸的是，还没有设计出有效的代理来充分执行这些任务
在ACS Nano上发表的一项研究中，由中国科学院（CAS）福建物质结构研究所（FJIRSM）陈学远教授领导的一个研究小组在铜绿假单胞菌生物膜诱导的肺部感染小鼠模型中实现了无创光电疗法
研究人员通过富集封装策略制备了新型向日葵状结构的藻酸盐裂解酶（Aly）-NaNdF4纳米杂化物，该杂化物显示出优异的光热转换效率、第二次近红外（NIR-II）发光发射以及输送到肺的理想粒径
当Aly-NaNdF4纳米杂化物位于被生物膜感染的肺中时，由于酸性环境，pH响应性Aly分子从纳米杂化物的介孔中释放，从而导致生物膜的靶向降解。同时，纳米杂化物显示出强烈的正电荷，增强了它们与细菌的粘附力，延长了纳米杂化物在肺部的停留时间
通过监测肺部纳米杂化物的发光强度，可以实时评估感染程度和治疗效果
研究人员表明，纳米杂化物通过利用Aly和光热疗法的协同作用，实现了强大的生物膜根除。铜绿假单胞菌在体外的活力降低了5.3log10，达到了消毒效果。经过处理的小鼠肺部的细菌数量减少了94%
值得注意的是，纳米杂化物主要在肝脏和脾脏代谢，在静脉注射后第八天可以基本清除体外，有效避免了纳米材料潜在的长期毒性
本研究是基于发光镧系纳米杂化物的生物膜靶向治疗内脏感染的纳米制剂的探索，对促进生物膜相关感染的精准医学研究和临床实践具有重要意义