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第一部分 基于金纳米笼的光热/药物协同抗菌体系的设计及在牙周炎治疗中的应用
研究目的：构建基于金纳米笼的光热/药物协同抗菌体系，并探讨其在牙周炎治疗中的作用。
材料和方法：通过电化学置换法制备吸收峰在800nm左右的GNC，以PCM为介质，将抗生素TC载入到GNC内，然后在其表面修饰温敏聚合物PND，得到基于金纳米笼的光热/药物协同抗菌体系TC-PCM@GNC-PND。使用SEM和TEM分别观察GNC和TC-PCM@GNC-PND的形貌，测量其紫外-可见光吸收光谱、流体动力学直径、电位，并通过测量两者置于PBS溶液4周后纳米颗粒粒径变化、溶液颜色及丁达尔效应来评价其长期稳定性。随后通过对近红外激光照射下溶液升温曲线的测量，来评价材料的光热性能，并比较不同材料浓度、不同光照强度情况下，溶液升温情况，通过连续 7 次的光热循环实验，对TC-PCM@GNC-PND的光热稳定性进行评价。采用紫外-可见光分光光度计测定PND的透光率随温度变化情况，来验证其温度响应性，并用瓶倒转实验对PND溶胶-凝胶相转变能力进行研究。以亚甲基蓝为模拟药物，对协同抗菌体系近红外光热控制药物释放的能力进行研究。将不同浓度的TC-PCM@GNC-PND分别与大鼠 MSCs 和 GFs 共培养，采用 CCK-8 试剂盒来检测 TC-PCM@GNC-PND的细胞毒性。通过细菌生长曲线的测定、平板涂皿法以及死活荧光染色法对TC-PCM@GNC-PND 的体外抗菌效果进行评价。构建大鼠上颌第二磨牙实验性牙周炎模型，并用不同的材料进行治疗，11 天后获取标本，用亚甲蓝染色，于体视显微镜下初步观察上颌第二磨牙周围骨丧失及根分叉暴露情况，进一步用micro-CT 对标本进行扫描、重建，分析唇颊侧骨高度降低情况及各组根分叉下方区域BV/TV大小来判断骨密度情况，组织切片染色观察牙周组织病理改变。通过对牙周炎治疗过程中大鼠体重变化情况进行记录，在治疗结束时取全血做血常规和血生化检测，来评价材料体内生物相容性。
实验结果：SEM和TEM电镜观察显示GNC和TC-PCM@GNC-PND均为立方体结构纳米颗粒，形态规则，均一性良好，GNC 具有多孔、中空的结构，而TC-PCM@GNC-PND颗粒内部及表面孔洞被填满。GNC和TC-PCM@GNC-PND的紫外-可见光吸收光谱显示，两者的特征吸收峰均在800nm左右。GNC的流体动力学直径为93nm，TC-PCM@GNC-PND有所增加，约为123nm，两者粒径分布均呈单峰正态分布，分散性良好。GNC Zeta 电位为-33mV,而TC-PCM@GNC-PND的电位为+8mV。GNC和TC-PCM@GNC-PND在PBS溶液中的稳定性较强，放置4周的纳米颗粒粒径大小未发生明显变化，且均有良好的丁达尔效应。GNC和TC-PCM@GNC-PND均表现出良好的光热性能，在808nm激光照射下能引起溶液温度迅速上升，且温度上升速率、幅度与材料浓度、激光照射强度等呈正相关。光热循环实验证明TC-PCM@GNC-PND具有良好的光热稳定性。PND溶液透光率随温度变化曲线表明PND具有温敏特性，瓶倒转实验显示 PND 具有良好的溶胶-凝胶相转变能力。脉冲激光照射下药物释放呈“阶梯状”，证明通过调控近红外激光可以实现负载药物分子的精准控释。TC-PCM@GNC-PND加808nm激光照射组在体外抗菌实验中杀菌效果最好，同时在体内应用时能明显减轻实验性牙周炎引起的骨丧失程度。
结论：TC-PCM@GNC-PND 性质、结构稳定，生物相容性良好，光热转化效率高，能实现近红外激光控制下的药物按需释放，使抗生素的释放和光热作用精准同步，在体外抗菌实验和大鼠实验性牙周炎的治疗中都具有协同抗菌的效果。
第二部分 基于黑磷量子点的光热/药物协同抗菌体系的构建及在耐药菌感染性皮下脓肿治疗中的应用
研究目的：构建基于黑磷量子点的光热/药物协同抗菌体系，并探讨在耐药菌感染性皮下脓肿治疗中的作用。
材料和方法：采用液相剥离法得到BPQDs，利用薄膜水化法制备温敏性脂质体。将黑磷量子点和万古霉素一同载入温敏性脂质体内，得到基于黑磷量子点的光热/药物协同抗菌体系BPQDs-vanco@liposome。通过TEM观察BPQDs的形貌并对其直径进行测量和统计。通过AFM观察BPQDs的表面形态并测量其厚度。在CLSM 明 场 下 观 察 BPQDs-vanco@liposome 的 形 貌 。 利 用 SEM 对BPQDs-vanco@liposome 的主要组成元素进行分析。分别检测 BPQDs 和BPQDs-vanco@liposome的拉曼光谱。采用紫外-可见光分光光度计检测不同浓度BPQDs-vanco@liposome的吸收光谱。使用红外热成像仪对近红外光照射下溶液温度变化情况的监测，来评价BPQDs-vanco@liposome的光热性能，并且测量了不同浓度、光照条件下的溶液温度变化情况。通过比较放置不同时间后 BPQDs和BPQDs-vanco@liposome光热曲线，来评价BPQDs-vanco@liposome的长期稳定性。以FITC作为模拟药物来检测协同抗菌体系在近红外激光照射下的药物释放行为。将不同浓度的BPQDs-vanco@liposome与小鼠MSCs和GFs共培养，通过CCK-8试剂盒检测细胞增殖情况来评价材料的细胞毒性。以MRSA作为模式微生物，通过不同材料处理后细菌生长曲线的检测、平板涂皿法以及死活荧光染色法对BPQDs-vanco@liposome的体外协同抗耐药菌效果进行评价。利用红外热成像仪，检测 BPQDs-vanco@liposome 体内光热效应。通过皮下注射 MRSA 构建小鼠耐药菌感染性皮下脓肿模型，向脓肿内注射不同的材料，在有 NIR 照射或无 NIR 光照条件下，观察脓肿局部情况并取局部组织匀浆后涂皿，来判断各组体内抗耐药菌效果。最后，通过SEM观察处理后细菌形貌变化、检测材料处理后上清中核酸的量、以荧光探针DCFH-DA检测活性氧的产生情况、提取细菌DNA并通过琼脂糖凝胶电泳来判断DNA的完整性，对BPQDs-vanco@liposome在NIR照射下协同抗菌作用的可能机制进行探讨。
实验结果：TEM图像显示BPQDs形态均一，尺寸在3nm左右。AFM横断面分析显示BPQDs厚度在1.9-3.4nm。CLSM明场图片显示BPQDs-vanco@liposome形态均一、分散性好。SEM 元素分布显示磷元素集中分布在圆形区域中央，而脂质体的主要组成元素碳和氧分布在四周，呈典型的壳核结构。BPQDs 和BPQDs-vanco@liposome 的拉曼光谱均有三个明显的特征峰，分别为 359.7cm-1、436.2cm-1、463.5cm-1。从吸收光谱可以看出，BPQDs-vanco@liposome吸收波段广，从紫外区到近红外区都有光吸收，且吸收强度与材料浓度呈正相关，同时在近红外区域（808nm）消光系数大，约9.6 L g-1 cm-1。从升温曲线和光热循环实验结果可以看出，BPQDs-vanco@liposome在NIR照射下能迅速引起溶液温度上升，光热转化效率高且稳定性好。通过对比放置一段时间的 BPQDs 和BPQDs-vanco@liposome溶液颜色和光热曲线，显示BPQDs-vanco@liposome稳定性更高。药物释放实验显示，负载药物分子的释放受到 NIR 的精准控制。同时，不同浓度的 BPQDs-vanco@liposome 细胞毒性低。体外抗耐药菌实验中， BPQDs-vanco@liposome在NIR的照射下，通过药物治疗和光热治疗的共同作用，表现出优异的抗耐药菌效果。同时，BPQDs-vanco@liposome在体内也表现出良好的光热效应以及以此为基础的光热/药物协同抗菌作用。对抗菌机制的探究发现，BPQDs-vanco@liposome结合NIR处理后，MRSA细胞膜破坏、核酸外溢、细胞内活性氧水平升高，且DNA结构被破坏。
结论：BPQDs-vanco@liposome生物相容性好，光热转化效率高，光热稳定性强，能实现近红外激光控制下的药物按需释放，使抗生素的释放和光热作用精准同步，在体外抗耐药菌实验和小鼠耐药菌感染性皮下脓肿的治疗中都表现出协同抗菌的效果。
研究目的：构建基于金纳米笼的光热/药物协同抗菌体系，并探讨其在牙周炎治疗中的作用。
材料和方法：通过电化学置换法制备吸收峰在800nm左右的GNC，以PCM为介质，将抗生素TC载入到GNC内，然后在其表面修饰温敏聚合物PND，得到基于金纳米笼的光热/药物协同抗菌体系TC-PCM@GNC-PND。使用SEM和TEM分别观察GNC和TC-PCM@GNC-PND的形貌，测量其紫外-可见光吸收光谱、流体动力学直径、电位，并通过测量两者置于PBS溶液4周后纳米颗粒粒径变化、溶液颜色及丁达尔效应来评价其长期稳定性。随后通过对近红外激光照射下溶液升温曲线的测量，来评价材料的光热性能，并比较不同材料浓度、不同光照强度情况下，溶液升温情况，通过连续 7 次的光热循环实验，对TC-PCM@GNC-PND的光热稳定性进行评价。采用紫外-可见光分光光度计测定PND的透光率随温度变化情况，来验证其温度响应性，并用瓶倒转实验对PND溶胶-凝胶相转变能力进行研究。以亚甲基蓝为模拟药物，对协同抗菌体系近红外光热控制药物释放的能力进行研究。将不同浓度的TC-PCM@GNC-PND分别与大鼠 MSCs 和 GFs 共培养，采用 CCK-8 试剂盒来检测 TC-PCM@GNC-PND的细胞毒性。通过细菌生长曲线的测定、平板涂皿法以及死活荧光染色法对TC-PCM@GNC-PND 的体外抗菌效果进行评价。构建大鼠上颌第二磨牙实验性牙周炎模型，并用不同的材料进行治疗，11 天后获取标本，用亚甲蓝染色，于体视显微镜下初步观察上颌第二磨牙周围骨丧失及根分叉暴露情况，进一步用micro-CT 对标本进行扫描、重建，分析唇颊侧骨高度降低情况及各组根分叉下方区域BV/TV大小来判断骨密度情况，组织切片染色观察牙周组织病理改变。通过对牙周炎治疗过程中大鼠体重变化情况进行记录，在治疗结束时取全血做血常规和血生化检测，来评价材料体内生物相容性。
实验结果：SEM和TEM电镜观察显示GNC和TC-PCM@GNC-PND均为立方体结构纳米颗粒，形态规则，均一性良好，GNC 具有多孔、中空的结构，而TC-PCM@GNC-PND颗粒内部及表面孔洞被填满。GNC和TC-PCM@GNC-PND的紫外-可见光吸收光谱显示，两者的特征吸收峰均在800nm左右。GNC的流体动力学直径为93nm，TC-PCM@GNC-PND有所增加，约为123nm，两者粒径分布均呈单峰正态分布，分散性良好。GNC Zeta 电位为-33mV,而TC-PCM@GNC-PND的电位为+8mV。GNC和TC-PCM@GNC-PND在PBS溶液中的稳定性较强，放置4周的纳米颗粒粒径大小未发生明显变化，且均有良好的丁达尔效应。GNC和TC-PCM@GNC-PND均表现出良好的光热性能，在808nm激光照射下能引起溶液温度迅速上升，且温度上升速率、幅度与材料浓度、激光照射强度等呈正相关。光热循环实验证明TC-PCM@GNC-PND具有良好的光热稳定性。PND溶液透光率随温度变化曲线表明PND具有温敏特性，瓶倒转实验显示 PND 具有良好的溶胶-凝胶相转变能力。脉冲激光照射下药物释放呈“阶梯状”，证明通过调控近红外激光可以实现负载药物分子的精准控释。TC-PCM@GNC-PND加808nm激光照射组在体外抗菌实验中杀菌效果最好，同时在体内应用时能明显减轻实验性牙周炎引起的骨丧失程度。
结论：TC-PCM@GNC-PND 性质、结构稳定，生物相容性良好，光热转化效率高，能实现近红外激光控制下的药物按需释放，使抗生素的释放和光热作用精准同步，在体外抗菌实验和大鼠实验性牙周炎的治疗中都具有协同抗菌的效果。
第二部分 基于黑磷量子点的光热/药物协同抗菌体系的构建及在耐药菌感染性皮下脓肿治疗中的应用
研究目的：构建基于黑磷量子点的光热/药物协同抗菌体系，并探讨在耐药菌感染性皮下脓肿治疗中的作用。
材料和方法：采用液相剥离法得到BPQDs，利用薄膜水化法制备温敏性脂质体。将黑磷量子点和万古霉素一同载入温敏性脂质体内，得到基于黑磷量子点的光热/药物协同抗菌体系BPQDs-vanco@liposome。通过TEM观察BPQDs的形貌并对其直径进行测量和统计。通过AFM观察BPQDs的表面形态并测量其厚度。在CLSM 明 场 下 观 察 BPQDs-vanco@liposome 的 形 貌 。 利 用 SEM 对BPQDs-vanco@liposome 的主要组成元素进行分析。分别检测 BPQDs 和BPQDs-vanco@liposome的拉曼光谱。采用紫外-可见光分光光度计检测不同浓度BPQDs-vanco@liposome的吸收光谱。使用红外热成像仪对近红外光照射下溶液温度变化情况的监测，来评价BPQDs-vanco@liposome的光热性能，并且测量了不同浓度、光照条件下的溶液温度变化情况。通过比较放置不同时间后 BPQDs和BPQDs-vanco@liposome光热曲线，来评价BPQDs-vanco@liposome的长期稳定性。以FITC作为模拟药物来检测协同抗菌体系在近红外激光照射下的药物释放行为。将不同浓度的BPQDs-vanco@liposome与小鼠MSCs和GFs共培养，通过CCK-8试剂盒检测细胞增殖情况来评价材料的细胞毒性。以MRSA作为模式微生物，通过不同材料处理后细菌生长曲线的检测、平板涂皿法以及死活荧光染色法对BPQDs-vanco@liposome的体外协同抗耐药菌效果进行评价。利用红外热成像仪，检测 BPQDs-vanco@liposome 体内光热效应。通过皮下注射 MRSA 构建小鼠耐药菌感染性皮下脓肿模型，向脓肿内注射不同的材料，在有 NIR 照射或无 NIR 光照条件下，观察脓肿局部情况并取局部组织匀浆后涂皿，来判断各组体内抗耐药菌效果。最后，通过SEM观察处理后细菌形貌变化、检测材料处理后上清中核酸的量、以荧光探针DCFH-DA检测活性氧的产生情况、提取细菌DNA并通过琼脂糖凝胶电泳来判断DNA的完整性，对BPQDs-vanco@liposome在NIR照射下协同抗菌作用的可能机制进行探讨。
实验结果：TEM图像显示BPQDs形态均一，尺寸在3nm左右。AFM横断面分析显示BPQDs厚度在1.9-3.4nm。CLSM明场图片显示BPQDs-vanco@liposome形态均一、分散性好。SEM 元素分布显示磷元素集中分布在圆形区域中央，而脂质体的主要组成元素碳和氧分布在四周，呈典型的壳核结构。BPQDs 和BPQDs-vanco@liposome 的拉曼光谱均有三个明显的特征峰，分别为 359.7cm-1、436.2cm-1、463.5cm-1。从吸收光谱可以看出，BPQDs-vanco@liposome吸收波段广，从紫外区到近红外区都有光吸收，且吸收强度与材料浓度呈正相关，同时在近红外区域（808nm）消光系数大，约9.6 L g-1 cm-1。从升温曲线和光热循环实验结果可以看出，BPQDs-vanco@liposome在NIR照射下能迅速引起溶液温度上升，光热转化效率高且稳定性好。通过对比放置一段时间的 BPQDs 和BPQDs-vanco@liposome溶液颜色和光热曲线，显示BPQDs-vanco@liposome稳定性更高。药物释放实验显示，负载药物分子的释放受到 NIR 的精准控制。同时，不同浓度的 BPQDs-vanco@liposome 细胞毒性低。体外抗耐药菌实验中， BPQDs-vanco@liposome在NIR的照射下，通过药物治疗和光热治疗的共同作用，表现出优异的抗耐药菌效果。同时，BPQDs-vanco@liposome在体内也表现出良好的光热效应以及以此为基础的光热/药物协同抗菌作用。对抗菌机制的探究发现，BPQDs-vanco@liposome结合NIR处理后，MRSA细胞膜破坏、核酸外溢、细胞内活性氧水平升高，且DNA结构被破坏。
结论：BPQDs-vanco@liposome生物相容性好，光热转化效率高，光热稳定性强，能实现近红外激光控制下的药物按需释放，使抗生素的释放和光热作用精准同步，在体外抗耐药菌实验和小鼠耐药菌感染性皮下脓肿的治疗中都表现出协同抗菌的效果。