武汉大学口腔医学院Advanced Functional Materials: 用于协同生物膜消融和骨再生的超分子异质结构

图1 ：形貌特征分析。图（A）和（B）分别为VP/ Ti₃C₂与RSNO-VP/ Ti3C2的制备工艺示意图。透射电子显微镜（TEM）图像及其对应的高分辨透射电子显微镜（HRTEM）图像：（C、C1）Ti₃C₂，（D、D1）VP，（E、E1、E2）VP/Ti₃C₂。（F）RSNO-VP/ Ti₃C₂的TEM图像。（G）RSNO-VP/ Ti₃C₂的TEM图像及相应的元素分布图（Ti、C、P、S、N）。（H）RSNO-VP/ Ti₃C₂的线扫描能量色散光谱（EDS）曲线。（I）RSNO-VP/ Ti₃C₂的面积扫描EDS能谱。

图2：结构与物性表征。（A）VP、Ti₃C₂及VP/ Ti₃C₂的XRD图谱，（B）拉曼光谱，（C）XPS扫描谱。VP/Ti₃C₂的高分辨率XPS谱：（D）P 2p和（E）Ti 2p。RSNO和RSNO-VP/ Ti₃C₂的FTIR热图：（F）S 2p和（H）N 1s。RSNOVP/Ti₃C₂的高分辨率XPS谱：（G）S 2p和（H）N 1s。RSNO、VP/ Ti₃C₂和RSNO-VP/ Ti₃C₂的Zeta电位：（I）。在808 nm近红外激光照射下（10分钟，1.5 W/cm²），Ctrl、RSNO、VP、Ti₃C₂、VP/ Ti₃C₂和RSNO-VP/ Ti₃C₂的光热加热曲线（200 µg/ml H₂O溶液）：（J）。通过标准格里斯法测定不同时间点（808 nm近红外，10分钟，1.5 W/cm²）下RSNO和RSNO-VP/Ti₃C₂的NO释放曲线：（K）通过标准格里斯法测定不同时间点（808 nm近红外光，10分钟，1.5 W/cm²）下RSNO和RSNO-VP/ Ti₃C₂的释放曲线。

图3：材料降解特性。不同降解时间点（0–8周）下，(A, A1) VP、(B, B1) Ti₃C₂、(C, C1) VP/ Ti₃C₂和 (D, D1) RSNO-VP/ Ti₃C₂水分散液的光学图像及其对应的紫外-可见-近红外吸收光谱。（E）对 VP、Ti₃C₂、VP/ Ti₃C₂和 RSNO-VP/ Ti₃C₂水分散液在降解过程中的降解稳定性评估，（F）计算得到的降解动力学常数（τ）。（G）不同降解时间点（第1、2、4和8周）水性材料分散液的原子力显微镜（AFM）形貌图像。（H）降解溶液中 PO PO₄³⁻⁻ 浓度随时间的变化。（I）经过8周降解后，VP、Ti₃C₂、VP/ Ti₃C₂ 和 RSNO-VP/ Ti₃C₂ 的透射电子显微镜（TEM）图像。

图4：该材料的光热抗菌性能及其对金黄色葡萄球菌生物膜的清除效果。（A）结晶紫染色，用于评估金黄色葡萄球菌生物膜的破坏情况。（B）显微镜观察生物膜纤维结构形态。（C）SYTO 9荧光染色，检测生物膜内活菌分布。（D）结晶紫染色结果的定量分析（n = 3）。（E）未进行近红外（NIR）照射的光疗剂处理后金黄色葡萄球菌的代表性图像：上图为扫描电镜（SEM）图像；中图为琼脂平板上的菌落形成；下图为细菌活死染色（SYTO 9，绿色：活菌；PI，红色：死菌）。（F）未进行NIR照射的光疗剂处理后大肠杆菌的代表性图像：上图为SEM图像；中图为菌落形成；下图为细菌活死染色。（G）进行NIR照射的光疗剂处理后金黄色葡萄球菌的代表性图像：上图为SEM图像；中图为菌落形成；下图为细菌活死染色。（H）经近红外光照射光疗剂处理后大肠杆菌的代表性图像：上图为扫描电镜（SEM）图像；中图为菌落形成情况；下图为细菌活死染色。（I–J）经近红外光照射光疗剂处理后，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌落吸光度（OD）值的统计分析（n = 3）。（K, L）对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌率的统计分析（n = 3）。显著性水平：ns，无显著差异；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001。

图 5 ：材料对巨噬细胞RAW264.7的抗炎作用。（A）在近红外光照射下，光治疗剂处理后RAW264.7细胞的活/死细胞染色：钙黄素-AM（绿色，活细胞）和PI（红色，死细胞）。比例尺 = 200 µm。（B）在近红外光照射下，光治疗剂处理后RAW264.7细胞中F-肌动蛋白（红色）和核（蓝色）用TRITC-磷脂酰丝氨酸染色的代表性图像。比例尺 = 100 µm。（C）近红外光照射下光治疗剂对RAW264.7细胞的细胞毒性评价。通过共培养1、3、5和7天后，采用CCK-8法进行细胞存活率定量分析（n = 3）。（D、F）Hoechst 33342染色后流式细胞术分析细胞周期分布。（D）G0/G1期与S-G2/M期细胞比例的统计分析（n = 3）；（F）代表性直方图。（E、G）使用Annexin V/PI双染色进行流式细胞术凋亡分析。（E）凋亡细胞百分比的统计分析（n = 3）；（G）代表性流式细胞术图谱：Annexin V/PI代表晚期凋亡/坏死细胞，Annexin V/PI−代表早期凋亡细胞。（H,I）流式细胞术分析的CD86和CD206细胞比例代表性直方图：（H）CD86；（I）CD206。  （J,K）CD86和CD206细胞百分比的统计分析（n = 3）：（J）CD86；（K）CD206。  （L,M）免疫荧光染色检测CD86和CD206蛋白表达及定位：（L）CD86（红色）；（M）CD206（绿色）；细胞核用DAPI（蓝色）作为对照染色。标尺 = 100 µm。  （N）qPCR分析M1表型标志基因（Cd86、Tnfα、Nos2、Il-6）和M2标志基因（Cd206）的mRNA表达水平（n = 3）。显著性水平：ns，不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001。

图6：材料对MC3T3-E1细胞成骨特性的影响。（A）近红外光照射后MC3T3-E1细胞的细胞骨架染色图像。（B）光疗剂在照射和非照射条件下对MC3T3-E1细胞的细胞毒性评价：共培养1、3、5和7天后，通过CCK-8法进行细胞存活率定量分析（n = 3）。（C）MC3T3-E1细胞在第1、3和5天的活/死细胞染色结果。（D）培养7天后MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶（ALP）染色。(E, F) MC3T3-E1细胞中OPN和RUNX2蛋白的免疫荧光染色。显著性水平：ns，不显著；*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001。