关键词：介孔氨基酚醛纳米球，mAPF，粘菌素，F127（Pluronic F127）、TMB（均三甲苯）、间氨基苯酚，脂多糖（LPS）、胞外 DNA（eDNA）、TLR4/TLR9 受体

Mesoporous Catalytic-Adsorptive Nanoregulator Orchestrates Biofilm eDNA/LPS Disassembly and TLR9/TLR4 Immune Reprogramming to Resolve Diabetic Foot Infections

Advanced Science， 26 June 2026

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/journal/21983844

一、研究背景

慢性糖尿病足感染存在两大难以攻克的“双重陷阱”，是临床创面迁延不愈的核心诱因：

1.生物膜结构屏障：创面细菌分泌胞外DNA（eDNA）与脂多糖（LPS）交联组装形成致密生物膜，常规抗生素难以穿透，细菌耐药性大幅提升；

2.持续性过度炎症微环境：eDNA激活TLR9、LPS激活TLR4通路，两条通路协同触发巨噬细胞过度释放TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎因子，形成持续自放大炎症循环，抑制血管新生与胶原沉积，阻断创面修复进程。

传统单一抗生素仅能杀伤游离细菌，无法破坏生物膜骨架、中和炎症毒素，难以打破感染-炎症恶性循环，因此亟需具备多功能一体化的纳米制剂，同步实现破膜、杀菌、抗炎三重功能。

二、CT/mAPF 介孔纳米调控剂制备工艺

1.介孔mAPF骨架合成

以F127为软模板，TMB、间氨基苯酚、甲醛为聚合单体，在氨水-乙醇-水体系中通过一步溶胶-凝胶聚合，得到含模板的介孔酚醛纳米球；70℃加热去除模板后获得纯介孔氨基酚醛骨架mAPF，该骨架具备可见光响应催化活性，可催化产生活性氧ROS。

2.CT/mAPF载药纳米体系构建

利用介孔孔道的物理吸附作用与静电相互作用负载阳离子粘菌素（Colistin, CT），得到多功能纳米调控剂CT/mAPF。该材料同时兼具介孔吸附富集、可见光催化、抗生素杀菌三重属性。

三、三重协同作用机制（三通路策略 Triad-strategy）

1.ROS催化降解eDNA，瓦解生物膜骨架

可见光照射下mAPF发生可逆氧化还原循环，持续生成大量ROS；ROS氧化断裂胞外DNA的磷酸二酯键，将维持生物膜完整的eDNA支架碎片化，彻底破坏生物膜致密结构，解除物理屏障。

2.粘菌素高效杀菌，清除创面革兰氏阴性菌

释放的粘菌素靶向结合铜绿假单胞菌等革兰氏阴性菌的细胞膜，诱导膜氧化损伤、基因组DNA降解，体外杀菌效率可达99.99%，可清除游离及被生物膜包裹的细菌。

3.吸附中和LPS/eDNA，沉默TLR4/TLR9炎症通路

介孔mAPF通过静电作用、疏水作用强力吸附创面游离的LPS与降解残留的eDNA，阻断两类炎症刺激物与巨噬细胞表面TLR4、TLR9受体结合；通过双重抑制两条炎症信号轴，下调TNF-α、IL-6、IL-1β促炎因子分泌，逆转创面过度炎症微环境。

四、研究核心创新点

1.三位一体多功能纳米平台：单一介孔载体整合催化破膜、抗生素杀菌、毒素吸附抗炎三大功能，简化给药方案；

2.双通路靶向免疫调控：同时清除TLR4、TLR9通路激活剂LPS/eDNA，从源头切断协同性炎症放大，区别于传统的单一通路抗炎策略；

3.可见光响应催化特性：无需额外添加光敏剂，mAPF自身即可通过可见光催化产ROS降解eDNA，生物安全性更高；

4.针对革兰氏阴性菌糖尿病感染的专用制剂：适配临床高发的铜绿假单胞菌足部感染，临床转化适配性强。

五、应用拓展与展望

1.可替换孔道负载的抗菌药物（如万古霉素），拓展至革兰氏阳性菌感染创面的治疗；

2.调控mAPF的孔径、表面电荷，提升LPS、eDNA的吸附容量，进一步强化抗炎能力；

3.可复合水凝胶、医用敷料，制备创面贴敷型纳米制剂，适配临床外用给药场景；

4.可拓展应用至牙周炎、术后皮下感染等其他生物膜相关慢性炎症创面。

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