Photo-driven nanomedicines for combating bacterial biofilm infections
Fotogestuurde nanomedicijnen voor de bestrijding van bacteriële biofilminfecties
Fotogestuurde antibacteriële therapieën vormen een veelbelovende niet-antibiotische benadering voor de bestrijding van resistente bacteriën en biofilmgerelateerde infecties. De klinische toepassing van fotogestuurde therapieën wordt echter belemmerd door verschillende beperkingen, waaronder onvoldoende generatie van reactieve zuurstofradicalen en ongewenste ontstekingen veroorzaakt door fotothermische effecten. In dit proefschrift worden innovatieve met waterstof beladen AuPd-nanodeeltjes ontwikkeld als een multifunctioneel fotothermisch antibacterieel platform.
Deze nanodeeltjes zijn pH-gevoelig, waardoor ze selectief geactiveerd worden in de zure bacteriële infectiehaarden. AuPd-legering zorgt voor sterke fotothermische effecten die bacteriën efficiënt doden, terwijl het waterstof opgeslagen in palladium de door hyperthermie en bacteriële infectie veroorzaakte ontstekingen vermindert. Daarnaast wordt een bifunctioneel nano-enzym ontwikkeld op basis van g-C₃N₄ nanosheets met verankerde koperatomen.
Dit nano-enzym maakt cascade-katalytische reacties mogelijk die met behulp van licht de productie van reactieve zuurstofradicalen sterk verhogen. Hierdoor wordt een krachtige antibacteriële werking bereikt tegen zowel Gram-positieve als Gram-negatieve multiresistente bacteriën, in zowel planktonische- en biofilmvorm. Om de praktische toepasbaarheid te vergroten, is dit nano-enzym via elektrospinning verwerkt in polycaprolacton nanovezels, die succesvol zijn gebruikt als wondverband voor bacteriële infecties.
De resultaten van dit proefschrift tonen aan dat fotoresponsieve, op metaalgebaseerde nanoplatforms niet alleen krachtige antibacteriële activiteit kunnen bieden, maar ook ontstekingsremmende en weefselbeschermende functies kunnen integreren. Deze benadering levert waardevolle inzichten op voor het ontwerp van veiligere en effectievere fotogestuurde therapieën en vormt een veelbelovende stap richting toekomstige klinische toepassingen.