MXene纳米颗粒Ti_(3)C_(2)T_(X)与光热效应促进糖尿病小鼠创面愈合OA北大核心

背景:MXene纳米颗粒具备出色的亲水性、生物相容性和抗菌特性,被广泛应用于创面、肿瘤、神经修复和心血管等治疗领域,目前尚不清楚MXene纳米颗粒对糖尿病创面愈合的作用。目的:考察MXene纳米颗粒Ti_(3)C_(2)T_(x)的体外抗氧化、抗炎和光热抗菌活性,以及对糖尿病小鼠创面的修复效果。方法:①体外实验:采用MTT法检测不同质量浓度Ti_(3)C_(2)T_(x)对小鼠成纤维细胞(NIH-3T3)的毒性作用。将NIH-3T3细胞暴露在H_(2)O_(2)中,采用MTT法检测不同质量浓度Ti_(3)C_(2)T_(x)对NIH-3T3细胞的保护作用。将NIH-3T3细胞暴露在H_(2)O_(2)中,分析光照(或不光照)处理下Ti_(3)C_(2)T_(x)(20μg/mL)对NIH-3T3细胞活性氧生成的影响。将RAW264.7巨噬细胞分3组处理:对照组、脂多糖组与脂多糖+Ti_(3)C_(2)T_(x)组,采用实时定量PCR法检测细胞中特定基因(CD86、白细胞介素6、CD206、精氨酸酶1)的表达。将大肠杆菌(或金黄色葡萄球菌)分3组处理:对照组、Ti_(3)C_(2)T_(x)组、Ti_(3)C_(2)T_(x)光照组,利用平板菌落计数法计算细菌存活率。②体内实验:通过腹腔注射链脲佐菌素的方法构建ICR小鼠糖尿病模型,造模成功后在小鼠背部建立全层皮肤缺损创面,随机分3组干预:对照组(n=6)、Ti_(3)C_(2)T_(x)组(n=6)和Ti_(3)C_(2)T_(x)光照组(n=6),观察创面愈合情况,干预后第7天进行创面组织CD31、CD206免疫组化染色,干预后第7,14天进行创面组织苏木精-伊红与Masson染色。将Ti_(3)C_(2)T_(x)溶液注射至ICR小鼠皮下,在光照(或非光照)后,通过血生化检测分析Ti_(3)C_(2)T_(x)对小鼠的毒性作用。结果与结论:①体外实验:Ti_(3)C_(2)T_(x)质量浓度在5-160μg/mL范围内对NIH-3T3细胞无毒性作用,在质量浓度20μg/mL时可增加NIH-3T3细胞存活率。10-80μg/mL的Ti_(3)C_(2)T_(x)可显著提升H_(2)O_(2)干预下的NIH-3T3细胞存活率。Ti_(3)C_(2)T_(x)可显著抑制H_(2)O_(2)干预下NIH-3T3细胞活性氧的生成,光照处理可进一步提升Ti_(3)C_(2)T_(x)抑制活性氧生成的作用。Ti_(3)C_(2)T_(x)能够有效抑制由脂多糖诱导的巨噬细胞炎症,促进细胞向具有抗炎特性的M2型巨噬细胞转化。Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可显著抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的抑制效果更显著。②体内实验:创面大体与组织学分析显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可促进糖尿病小鼠创面的愈合,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的促进作用更显著。免疫组化染色结果显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可抑制糖尿病创面的炎症反应并促进血管的生成,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的作用更显著。血生化检测结果显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与光照对小鼠无明显毒性作用。③结果表明,Ti_(3)C_(2)T_(x)借助独特的光热效应能够高效地展现抗氧化、抗炎和抗菌特性,促进糖尿病小鼠创面的愈合。