由于细菌耐药性的出现和生物膜的保护作用，用常规措施治疗细菌感染的开放性创面难以达到满意的治疗效果。基于此，本文利用壳聚糖修饰的钯纳米立方（CPNC）、葡萄糖氧化酶（GOx）和亚铁（Fe²⁺）之间的多重氢键和配位相互作用，通过超分子策略构建了光热级联纳米反应器（CPNC@GOx-Fe²⁺）。CPNC@GOx-Fe²⁺展现出良好的光热效应，并能够通过GOx辅助的级联反应产生羟基自由基，实现光热和化学动力学联合杀灭细菌和解离生物膜。进一步的蛋白质组学、代谢组学和全原子模拟结果表明，羟基自由基对细胞膜功能和结构的破坏以及热效应增强了细菌细胞膜的流动性和不均匀性，从而产生协同抗菌作用。在生物膜相关拔牙创面模型中，级联反应过程产生的羟基自由基可以启动自由基聚合过程，可以在原位形成水凝胶进行创面保护。体内实验证实CPNC@GOx-Fe²⁺的协同抗菌效果和创面保护性能，并且能在不影响口腔共生菌群的情况下加快感染拔牙创面愈合。本研究提供了一种多功能超分子系统的构建策略，为开放性伤口感染提供了一种潜在的治疗途径。该成果以Supramolecular Photothermal Cascade Nano-Reactor Enables Photothermal Effect, Cascade Reaction, and In Situ Hydrogelation for Biofilm-Associated Tooth-Extraction Wound Healing为题发表于Advanced Materials (IF:32.086)。原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202301664。

我院博士后陈磊和研究实习员彭梦娜为第一作者，我院刘勇研究员，李华平研究员，温州医科大学附属第一医院联合医学转化中心李圆凤博士，温州医科大学附属口腔医院胡荣党教授为论文共同通讯作者。此研究得到国家自然科学基金 （基金号52003184, 22103088, 82204940, 52203184和 22275043），中国博士后科学基金（基金号2022M723108）国科温州研究院启动基金（基金号WIUCASQD2021022和WIUCASQD2021019），浙江省临床检验诊断与转化研究重点实验室（基金号2022E10022）等资助支持。

关键词：超分子组装，自由基，生物膜，协同抗菌作用，开放性伤口愈合

全文亮点

1.构筑方法。我们通过逐级组装设计了超分子光热级联纳米反应器(CPNC@GOx-Fe²⁺)。葡萄糖氧化酶(GOx)通过多个氢键负载在CPNC上，使GOx具有良好的热稳定性和抗水解酶能力。此外，Fe²⁺与壳聚糖上的氨基配位可以稳定Fe²⁺，有利于其进一步级联催化过程。

2.抗菌机制。通过我们的机制研究，如tmt标记的定量蛋白质组学和全原子模拟，CPNC@GOx-Fe²⁺通过光热效应和羟基自由基的协同作用来杀灭细菌，从而破坏细胞膜的功能和结构。因此，我们的CPNC@GOx-Fe2+不太可能引起进一步的多药耐药。

3.协同抗菌与原位水凝胶保护相结合。治疗生物膜相关的开放性伤口需要清除细菌和换药。我们的CPNC@GOx-Fe²⁺在不影响口腔共生菌群的情况下，可以有效地清除感染创面中的细菌，并在原位形成水凝胶来保护创面。