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研究概述
Advanced Materials
植入物相关感染（IAIs）是假体植入失败的主要原因。细菌生物膜阻止抗生素渗透，而在低氧生物膜微环境中独特的代谢条件可能会限制传统抗生素治疗的疗效。逃生的存活细菌可能无法被持续根除，导致IAIs的复发。四川大学华西医院骨科周宗科教授/王端副研究员和华西口腔医院杨佼佼副研究员提出了一种基于Cu-TCPP（四(4-羧基苯基)卟啉）纳米片的声敏金属-有机框架和含有替硝唑的益生菌来源外膜囊泡（OMVs），通过高渗透声动力疗法（SDT）、细菌代谢状态干扰以及细菌铜死亡样死亡来根除IAIs。Cu-TCPP在常氧条件下通过SDT将O2转化为有毒的1O2，增强低氧微环境并激活替硝唑的抗菌活性。在超声波作用下释放的Cu(II)可以被外源性多酚酸（pTA）和内源性谷胱甘肽转化为Cu(I)。SDT破坏细菌膜可以增强Cu(I)转运体的活性。转录组学表明，SDT增强的Cu(I)过载和低氧激活疗法阻碍了三羧酸循环（TCA），导致细菌铜死亡样死亡。此外，OMVs激活的疗法可以将巨噬细胞极化为M2样表型，并促进骨修复。通过增强低氧微环境来协同SDT与OMVs激活疗法的声动力生物膜微环境调节策略，为抗菌和成骨性能提供了一种有效的策略。
这一成果以“Ultrasound-Activated Probiotics Vesicles Coating for Titanium Implant Infections Through Bacterial Cuproptosis-Like Death and Immunoregulation”为题发表在《Advanced Materials》（IF=27.4）上，并被选为封面文章。四川大学华西医院骨科周宗科教授、王端副研究员和华西口腔医院杨佼佼副研究员为共同通讯作者，四川大学华西临床医学院李硕元和岳岩为该论文的第一作者。
文章信息
Advanced Materials
Ultrasound-Activated Probiotics Vesicles Coating for Titanium Implant Infections Through Bacterial Cuproptosis-Like Death and Immunoregulation. Shuoyuan Li, Yan Yue, Wenqi Wang, Mingyue Han, Xufeng Wan, Qiaochu Li, Xiaoting Chen, Jian Cao, Yangming Zhang, Jiyao Li, Jianshu Li, Lei Cheng, Jiaojiao Yang*, Duan Wang*, Zongke Zhou*. Adv. Mater. 2024, 2405953
https://doi.org/10.1002/adma.202405953
作者信息
Advanced Materials
周宗科 教授
周宗科，教授、博士生导师，四川大学华西医院骨科主任兼关节外科主任。现为四川省学术与技术带头人、中华医学会地方病学分会副主任委员、中国医师协会骨科医师分会骨科康复计ERAS学组组长、中华医学会组织修复与再生分会骨再生专业学组副组长、“天府青城计划”天府名医、四川省卫生健康首席专家、四川省医学会地方病分会主任委员、四川省医师协会骨科分会候任会长、获四川省科技进步一等奖、人民网·人民健康首届“人民好医生”学术成就-科技创新典范，主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划等5项，发表SCI论文200余篇。
王端 副研究员
王端，副研究员，硕士生导师，四川大学华西医院骨科。现任中国医药教育协会肩肘运动医学专业化培训基地秘书长、四川省干细胞技术与细胞治疗协会分会委员等。聚焦“声-酶多功能材料修复复杂骨缺损”领域，主持国家自然科学基金等项目8项。担任Exploration、Biomaterials Translational、EVCNA和Journal of Orthopaedic Translation 等期刊青年编委。以第一/通讯作者在Nat Commun、Adv Mater、Adv Funct Mater、JBJS AM、Bone Joint J 等期刊发表论文50余篇。指导大学生创新创业大赛立项10余项（国家级2项，省级4项），获第八届互联网+全国金奖优秀指导老师等荣誉称号。
杨佼佼 副研究员
杨佼佼，四川大学华西口腔医院副研究员，口腔疾病防治全国重点实验室固定成员，四川省口腔医学会口腔材料专委会常委，四川省口腔医学会口腔生物医学专委会委员，四川省口腔医学会口腔病理专委会委员。长期从事生物膜基抗菌材料和天然产物水下粘合剂的基础研究和转化工作，主持国家级、省部级等各项课题10余项，在Adv Mater、Adv Sci、Nano Today 发表学术论文60余篇，申请/授权PCT专利和中国发明专利10余项。
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介绍
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