Ein ATP-aktiviertes spatiotemporales kontrolliertes Hydrogel-Prodrug-System zur Behandlung von druckgeschwürbefallenen, multidrug-resistenten Bakterien.

Adenosintriphosphat (ATP)-aktivierte Prodrug-Ansätze zeigen Potenzial in antibakteriellen Anwendungen. Ihre Wirksamkeit steht jedoch häufig vor Hindernissen aufgrund unkontrollierter vorzeitiger Aktivierung und spatiotemporaler Verteilungsunterschiede unter physiologischen Bedingungen. Hier präsentieren wir ein endogenes ATP-aktiviertes Prodrug-System (bezeichnet als ISD3), das aus Nanopartikeln (Indol-3-essigsäure/zeolitischer Imidazolat-Rahmen-8@Polydopamin@Platin, IZPP) besteht, die in ein aus Seidenfibrin basiertes Hydrogel eingebettet sind, mit dem Ziel, multidrug-resistente (MDR) bakterieninfizierte Druckgeschwüre zu behandeln. Zunächst wird eine durch ultraviolettes Licht ausgelöste, haftende ISD3-Barriere über die Druckgeschwürwunde durch eine einfache lokale Injektion gebildet. Anschließend regt das von Bakterien sekretierte ATP den Abbau von IZPP an, sodass das geladene IAA-Prodrug und Nanozym spatiotemporär auf einem einzigen Träger zusammentreffen und dadurch effizient reaktive Sauerstoffspezies (ROS) erzeugen. Die Bestrahlung mit 808 nm Nahinfrarotlicht erhöht die Geschwindigkeit der katalytischen Reaktion und steigert die ROS-Werte für eine stärkere antibakterielle Wirkung. Sobald die optimale antibakterielle Wirkung erreicht ist, wechselt ISD3 in einen ruhenden Zustand und stoppt die weitere ROS-Produktion. Darüber hinaus können die bioaktiven Komponenten in ISD3 entzündungshemmende Funktionen ausüben und die Heilung von Druckgeschwüren unterstützen. Insgesamt stellt unsere Forschung eine Hydrogel-Prodrug-Strategie vor, die durch endogenes bakterielles ATP aktiviert wird und die ROS-Erzeugung präzise steuert sowie die Genesung von MDR bakterieninfizierten Druckgeschwüren beschleunigt. Wir stellen ein ATP-aktiviertes spatiotemporales kontrolliertes Hydrogel-Prodrug-System (ISD3) vor, das eine starke NIR-unterstützte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies aufweist und speziell zur Behandlung von multidrug-resistenten bakterieninfizierten Druckgeschwüren entwickelt wurde. • Ein endogenes ATP-aktiviertes Hydrogel-Prodrug-System (ISD3) wurde entworfen. • ISD3 wird durch die Integration von IAA/ZIF-8@PDA@Pt-Nanopartikeln in eine Matrix auf Seidenfibrinbasis hergestellt. • ISD3 zeigt bakterien-ATP-aktivierte ROS-Produktionseigenschaften. • ISD3 beschleunigt die Heilung von multidrug-resistenten bakterieninfizierten Druckgeschwüren.