超级新星Mxene| 一文汇总2022年生物医药领域结合Mxene前沿文献

  • 夏目家的七七
  • 2022-12-27
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2022年生物医药领域相关的Mxene论文不完全统计有2095篇。本期主要内容包括:人工非酶抗氧化MXene纳米片锚定可注射水凝胶作为轻光热控释氧平台用于糖尿病伤口愈合;碳化铌(MXene)减少UHMWPE颗粒诱导的骨溶解;MXene自适应水凝胶接口,用于主动脑电图交互;三元MXene负载的PLCL/胶原蛋白纳米纤维支架,促进自发成骨分化;Ti3C2TxMXene复合3D水凝胶增强mTOR信号,以促进耳蜗类器官中功能性毛细胞的产生;具有抗菌和止血活性的MXene增强甲酸复合海绵,用于伤口愈合;多功能Au修饰的Ti3C2-MXene用于光热/酶动力/免疫协同治疗;2D Ti3C2TxMXene耦合电刺激,以促进神经干细胞的增殖和神经分化;碳化钛MXene基混合水凝胶,用于化疗-光热组合治疗局部细菌感染等。

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题目:人工非酶抗氧化MXene纳米片锚定可注射水凝胶作为轻光热控释氧平台用于糖尿病伤口愈合

摘要:缺氧、活性氧(ROS)过多、血管生成受损、持续炎症和细菌感染是阻碍糖尿病伤口愈合的关键问题。特别是在伤口愈合过程中,可控的释放氧和活性氧清除能力至关重要。在这里,一种基于透明质酸-移植物多巴胺(HA-DA)和聚多巴胺(PDA)涂层的Ti3CMXene纳米片的可注射水凝胶,通过开发催化交联氧合血红蛋白/(HbO2/H2O2)体系结合轻光热刺激,用于糖尿病伤口愈合。HbO2不仅作为一种类似辣根过氧化物酶的物质催化水凝胶的形成,而且当近红外(NIR)照射产生的温和热量激活时,HbO2还作为一种氧气载体,可控制地释放氧气。具体来说,当近红外关闭时,HbO2可以通过结合空气中的氧气来反复提供氧气。MXene稳定的光响应加热行为保证了可重复的氧气释放。PDA涂层进一步提高了MXene的抗氧化和抗菌能力,促进了MXene纳米片交联进入水凝胶网络。HA-DA分子使水凝胶具有调节巨噬细胞从M1极化到M2极化的能力,从而达到抗炎作用。更重要的是,MXene锚定水凝胶具有组织粘附、自愈、注射、止血等多种功能,结合轻度光热刺激,极大促进人脐静脉内皮细胞增殖和迁移,显著促进糖尿病感染创面愈合。

原文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10575

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题目:碳化铌(MXene)减少UHMWPE颗粒诱导的骨溶解

摘要:关节置换术是骨科手术中成功率较高的手术之一;然而,假体产生的磨损碎片最终会导致假体周围骨溶解和假体失败。植入物衍生的微粒碎片,如超高分子量聚乙烯(UHMWPE),可以启动局部免疫反应,招募单核细胞吞噬颗粒,产生活性氧(ROS)ROS诱导破骨细胞形成和巨噬细胞分泌细胞因子,最终促进骨溶解的发展。在本研究中,开发了多层Nb2C (FNC)作为抗氧化剂,它具有通过吸附活性氧减少细胞因子的产生和抑制破骨细胞发生的特点。此外,局部注射FNC可减弱UHMWPE诱导的小鼠颅骨模型骨溶解。总之,研究结果表明,FNC可用于治疗破骨细胞过度生成引起的溶骨性骨病。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.06.016

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题目:MXene自适应水凝胶接口,用于主动脑电图交互

摘要:人机交互在促进便利性、生产效率和使用体验方面发挥着重要作用。由于脑电图(EEG)信号的普遍性和特点,主动脑电图相互作用是人机交互的一种有前途的尖端方法。用于主动脑电图相互作用的无缝、符合皮肤和运动-健美的人机界面(HMI)一直是焦点。在此报告了一种自适应HMIPAAS-MXene水凝胶),它可以使用MXene交联激活快速凝胶(5s),并符合自适应头皮,以帮助改善信号转导。除了表现出令人满意的皮肤顺应性、适当的附着力和良好的生物相容性外,PAAS-MXene还展示了电气性能可靠性,例如生理相关频率下的低阻抗(<50Ω)、稳定的偏振电位(变化率小于6.5×10-4 V/min)、离子电导率可以忽略不计,以及1000个拉伸周期后的阻抗变化,从而实现了脑电图信号的获取。此外,还提出了一种基于PAAS-MXene的无上限脑电图信号采集方法。这些发现证实了PAAS-MXene对心电图信号和脑电图信号的高精度检测能力。因此,PAAS-MXene提供了一个通过主动脑电图信号积极控制意图、运动和视觉的选择。

原文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.2c08961

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题目:三元MXene负载的PLCL/胶原蛋白纳米纤维支架,促进自发成骨分化

摘要:由于生物活性低,传统的生物惰性骨移植通常会导致骨整合失败,因此需要寻找替代品。最近,MXene纳米颗粒(NP)作为一种前景广的材料取得了显著效果,具有促进骨移植或支架生物活性的致骨潜力,这可以归因于其独特重复原子结构。在这项研究中,通过电纺丝法,将装饰有MXene NPs(即PLCL/Col/MXene)的聚((L-lactide-co-ε-caprolactone, PLCL)和胶原蛋白(Col)的三元纳米纤维基质集成在一起,作为骨组织工程的新型支架,通过电纺丝来探索MC3T3-E1成骨质细胞自发成骨分化的潜在好处。纳米纤维PLCL/Col/ MXene材料的理化特性培养出的细胞显示出与支撑基质良好的相互作用,非常适合成骨前细胞的生长和存活。此外,PLCL/Col/MXene纳米纤维的组合三元材料系统通过为成骨提供有效的微环境,明显促进具有积极细胞反应的自发骨分化。

原文链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9420163/

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题目:Ti3C2TxMXene复合3D水凝胶增强mTOR信号,以促进耳蜗类器官中功能性毛细胞的产生

摘要:类器官具有与真实器官共同的某些细胞成分和生理特征,使其成为有前途的器官形成、功能和疾病的模型。然而,Matrigel是开发它们的常用动物源基质,在机械可调节性和提供复杂的物理化学信号方面存在局限性。在这里,调节了Ti3C2TxMXene纳米材料纳入基质凝胶的性能,并表现出良好的生物相容性。Ti3C2TxMXene基质凝胶复合材料(MXene-Matrigel)调节耳蜗类器官(Cochlea-Orgs)的发育,特别是在促类器官毛细胞的形成和成熟方面。此外,与Matrigel中的毛细胞相比,MXene-Matrigel中的再生毛细胞具有功能性,并表现出更好的电生理特性。MXene‐基质增强阿霉素(mTOR)信号通路促进毛细胞分化,抑制mTOR信号通路抑制毛细胞分化。此外,MXene-Matrigel促进再生毛细胞和共培养系统中Cochlea modiolus生长的螺旋神经节神经元(SGN)之间神经的建立,并促进突触的形成效率。该方法克服了基质依赖培养系统的一些局限性,并极大地加速了纳米材料在类器官开发和听力损失治疗研究中的应用。

原文链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9661825/

 

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题目:具有抗菌和止血活性的MXene增强甲酸复合海绵,用于伤口愈合

摘要:本研究表明,MXenen基纳米材料可有效提高生物复合海绵在伤口愈合中的性能。这样,在甲壳素海绵(CH)网络中加入多种形态(手风琴形、插层、单层、负载金纳米颗粒(AuNPs)的单层)MXenen基纳米材料,可以防止大量失血,促进细菌感染伤口的愈合过程,从而制备出多样化的甲壳素/MXene复合海绵。随着MXenen基纳米材料的加入,CH的止血效果因其亲血性的改善和凝血动力学的加快而增强。此外,复合海绵通过捕获效应和光热效应的协同作用显示出显著的抗菌活性。重要的是,复合海绵中加入AuNPs进一步改善了止血性能,促进了正常皮肤细胞迁移,以愈合感染伤口,在第9天达到了84%的伤口闭合率。这些初步研究拓展了MXenen基纳米材料在生物医学领域的应用。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adhm.202102367 

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题目:多功能Au修饰的Ti3C2-MXene用于光热/酶动力/免疫协同治疗

摘要:Ti3C2-MXene基复合材料在肿瘤诊断和治疗中提供了多功能的接口。为此,提出了一种基于Ti3C2-MXene-Au纳米复合材料的多功能纳米平台,该平台结合了光热性能和过氧化物酶样活性,实现了协同光热治疗(PTT)和酶动力治疗(EDT),并伴有光声(PA)和热双模成像。此外,PTT诱导免疫原性细胞死亡,EDT促进细胞凋亡,促进树突状细胞(DC)成熟和T细胞浸润肿瘤。在此基础上,利用抗体OX40 (αOX40)进一步促进免疫治疗,通过激活CD4+CD8+ T细胞逆转免疫抑制肿瘤微环境。综上所示,Ti3C2-MXene-Au纳米复合材料与αOX40结合,可实现PTT/EDT/抗肿瘤免疫治疗三位一体,具有良好的生物相容性、NIR控制靶向性,具有显著的癌细胞杀伤作用和良好的体内外生物安全性。此项工作凸显了基于MXene的纳米平台在癌症治疗中的应用前景。

原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03260

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题目:2D Ti3C2TxMXene耦合电刺激,以促进神经干细胞的增殖和神经分化

摘要:涉及干细胞的临床前研究需要对干细胞进行有效的物理化学调节。由于其独特的平面结构、金属导电性和灵活的表面功能化,MXenes具有调节干细胞命运的潜力。在这里,Ti3C2TxMXene纳米片分散在组织培养聚苯乙烯(TCPS)上。当原发性小鼠神经干细胞(NSC)在层粘连涂层的Ti3C2TxMXene薄膜上培养时,它们会形成稳定的附着力,保持其增殖能力,并显示末端延伸的广泛传播。就其功能活性而言,在Ti3C2TxMXene薄膜上培养的NSC比在TCPS衬底上培养的NSC形成更活跃和同步的网络活动。此外,Ti3C2TxMXene薄膜显著促进神经分化,神经元具有更长的神经元和更多的分支点和分支尖端。在Ti3C2Tx MXene薄膜上生长的NSC衍生神经元保持了正常的突触发育。最后,电刺激与Ti3C2TxMXene薄膜相结合,显著增强了NSC的增殖。这些结果表明,Ti3C2TxMXene有效促进NSC的增殖和神经分化以及NSC衍生神经元成熟,这扩展了MXene系列材料的潜在用途,并为干细胞研究提供了新的策略。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.actbio.2020.12.035

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题目:碳化钛MXene基混合水凝胶,用于化疗-光热组合治疗局部细菌感染

摘要:随着耐药微生物的出现和威胁的增加,MXenes不仅已成为新兴的二维功能类别纳米材料,但也成为得进一步探索的纳米药物(即抗菌剂)。最近,Ti3C2 MXene被观察到具有独特的膜破坏效果和优越的光热转换效率,但由于MXene与细菌相互作用差,光热治疗效率低,以及体内细菌反弹的发生,其抗菌性能仍不理想。因此,阳离子抗生素环丙沙星(Cip)与Ti3CMXene相结合,并通过将Cip-Ti3C2纳米复合材料纳入Cip负载水凝胶的网络结构构建了混合水凝胶,以有效捕获和杀死细菌。我们发现,Cip-Ti3C2纳米复合材料通过化疗和光热治疗,在抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)方面达到了>99.99999%7.03 log10)惊人的体外杀菌效率。在MRSA诱导的小鼠脓肿模型中,杂合水凝胶同时实现了高效的消毒和长期抑制效果,避免了光热治疗后细菌的反弹,从而最大限度地提高了基于Ti3C2 MXene系统的体内治疗效果。总体而言,这项工作通过合理设计基于MXene的杂交水凝胶,为有效对抗局部细菌感染提供了策略。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.02.019

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