抗菌性ナノザイム:ナノケミストリーで慢性的な傷を癒す

抗菌性ナノザイム:ナノケミストリーで慢性的な傷を癒すナノテクノロジー

糖尿病患者にとって、慢性的に感染した傷はしばしば大きな問題となります。しかし、中国の研究者チームはこのたび、ナノメディシン1ナノテクノロジーの医学的応用である。を利用した創傷治癒のためのターゲット・アプローチを開発し、その研究成果をAngewandte Chemie誌に発表しました。研究チームは、創傷環境を変化させ、活性酸素種を解き放つナノカプセルの溶液を用いて、創傷2一般的に「創」とは開放性損傷を意味し,「傷」とは非開放性損傷を意味するが広義には全ての損傷を意味する。 創傷には様々な種類があるが,皮膚損傷の有無に基づく開放性損傷および非開放性損傷,あるいは,創傷の形態に基づく切創,割創,刺創,挫創,裂創,杙創,剥皮創などの分類がよく用いられる。に感染したバクテリアを不活性化することができました。

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糖尿病患者の慢性的な創傷は、細菌が増殖するのに理想的な場所です。グルコースが豊富な環境では、細菌がバイオフィルム3固体や液体の表面に付着した微生物が形成する生物膜。を形成し、抗生物質が必要な場所に到達するのが非常に困難になります。また、糖尿病の患者さんは免疫力が低下していることが多いです。このようなケースでは、化学力学的治療が有望なアプローチとなります。その場で発生した活性酸素種は、細菌の細胞を弱らせ、損傷させ、死に至らしめます。

これらの活性酸素種を生成する役割を担うのが触媒です。触媒は、細菌細胞の直近の環境、好ましくは細胞壁に直接、過酸化水素を分解します。白金ナノ粒子は、この役割を果たす触媒として特に適しています。白金ナノ粒子には、バクテリアに結合する短いDNA鎖であるアプタマーが付着しています。この触媒粒子(ナノザイム)は、酵素に似た働きをすることから、その名が付けられました。バクテリアに付着したナノザイムは、活性酸素を細胞内に放出します。ただし、活性酸素を生成する過酸化水素が存在する場合に限ります。

問題は、触媒が過酸化水素を分解できるのは、酸性の環境(低いpH)であるということです。しかし、糖尿病患者の傷はほとんどがアルカリ性です。長沙科学技術大学(中国)のRonghua Yang教授らは、このような環境下でもナノザイムシステムの効果を発揮させるために、生化学的な手法を駆使して、糖尿病の傷口がグルコース4グルコースは、分子式 C₆H₁₂O₆を持つ単純な糖である。ブドウ糖とも呼ばれる。に富んだ環境であることを利用しました。

グルコースオキシダーゼ5ブドウ糖酸化酵素という微生物の酵素は、医療診断や食品産業ですでに知られており、酸素を使ってグルコースをグルコン酸に変換し、過酸化水素と酸性溶液を形成します。Yang教授らは、グルコースオキシダーゼをナノ酵素に結合させた後、システム全体をヒアルロン酸の保護シェルに埋め込みました。

このシェルは、ナノ酵素粒子を約5倍の0.1マイクロメートル(細菌の約10分の1の大きさ)まで成長させただけでなく、30日以上にわたって溶液中で安定して変化しない状態を維持しました。バクテリアはヒアルロン酸を分解する酵素を産生するため、バクテリアは実質的に自分自身を滅ぼす道具を解き放つことになるのです。

このナノカプセル溶液を黄色ブドウ球菌のバクテリア培養液でテストしたところ、数時間でバクテリアが死滅した。その後、糖尿病のマウスの慢性感染した傷を治療したところ、同じ条件でも、ナノカプセル溶液で治療した傷だけが完全かつ迅速に治癒したという決定的な結果が得られた。

著者らは、この方法が新素材の合成を必要とせず、「局所的な微小環境を調節することで、ナノ酵素の生理的な限界を解決した。」と強調しています。また、このタイプの改良は、他のナノ酵素システムにも適していると示唆しています。

Published by Wiley. Niki Mavragani et al, Radical‐Bridged Ln 4 Metallocene Complexes with Strong Magnetic Coupling and a Large Coercive Field, Angewandte Chemie International Edition (2021). DOI: 10.1002/anie.202110813
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