智能涂层的发展,能够识别并破坏植入物表面生物膜的形成或被远程激活以按需提供抗菌效果,对于有效解决植入物相关感染(IAIs)具有巨大潜力;
响应外部刺激(如微波和超声波)且具有高组织穿透性和生物安全性的纳米材料已被广泛用于抗菌治疗;
压电纳米材料通过超声波激发产生的压电势可以诱导催化行为并生成活性氧物种(ROS),但热载流子寿命短暂限制了催化效率;
通过结合声动力疗法(SDT)与化学动力疗法(CDT),可以显著提高ROS生成,铜基过渡金属催化剂(TMCs)通过Cu+ 和 Cu2+ 的价态转换显示出有效的CDT效果;
铜离子积累可以直接结合三羧酸循环(TCA)途径中的脂酰化成分,导致肿瘤细胞的铜毒性死亡,类似机制可能适用于细菌死亡;
然而,当前Cu基TMCs存在容易氧化和耗尽的问题,一些细菌也发展出抵抗铜积累的策略;
因此,开发Cu基TMCs以通过SDT和CDT的协同作用产生大量ROS,改变细菌膜流动性和渗透性,有助于细菌铜过载及代谢干扰;
尽管如此,Cu离子的剂量依赖性抗菌性能和细胞毒性仍需进一步探索;
串联催化通过TMCs介导的化学转化,在活细胞中快速选择性地合成治疗分子,有望实现顺序催化过程并达到协同治疗效果。