β-Lactamase-Responsive Hydrogel Drug Delivery Platform for Bacteria-Triggered Cargo Release

自愈水凝胶 细菌 药物输送 材料科学 微生物学 乙二醇 抗生素 化学 组合化学 纳米技术 生物 高分子化学 有机化学 遗传学
作者
Dahlia Alkekhia,Cassi LaRose,Anita Shukla
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (24): 27538-27550 被引量:51
标识
DOI:10.1021/acsami.2c02614
摘要

Antibiotic resistance is a growing public health threat that complicates the treatment of infections. β-Lactamase enzymes, which hydrolyze the β-lactam ring present in many common antibiotics, are a major cause of this resistance and are produced by a broad range of bacterial pathogens. Here, we developed hydrogels that degrade specifically in the presence of β-lactamases and β-lactamase-producing bacteria as a platform for bacteria-triggered drug delivery. A maleimide-functionalized β-lactamase-cleavable cephalosporin was used as a crosslinker in the fabrication of hydrogels through end-crosslinked polymerization with multiarm thiol-terminated poly(ethylene glycol) macromers via Michael-type addition. We demonstrated that only hydrogels containing the responsive crosslinker were degraded by β-lactamases and β-lactamase-producing bacteria in vitro and in an ex vivo porcine skin infection model. Fluorescent polystyrene nanoparticles, encapsulated in the hydrogels as model cargo, were released at rates that closely tracked hydrogel wet mass loss, confirming β-lactamase-triggered controlled cargo release. Nonresponsive hydrogels, lacking the β-lactam crosslinker, remained stable in the presence of β-lactamases and β-lactamase-producing bacteria and exhibited no change in mass or nanoparticle release. Furthermore, the responsive hydrogels remained stable in non-β-lactamase enzymes, including collagenases and lipases. These hydrogels have the potential to be used as a bacteria-triggered drug delivery system to control unnecessary exposure to encapsulated antimicrobials, which can provide effective infection treatment without exacerbating resistance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
清冷渊完成签到 ,获得积分10
刚刚
深情安青的应助被优美的剑采纳,获得10
1秒前
友好语蝶发布了新的文献求助10
1秒前
Fang发布了新的文献求助10
1秒前
科目三的应助被Airolg采纳,获得10
1秒前
苹果关注了科研通微信公众号
2秒前
橘子海完成签到,获得积分10
3秒前
所所的应助被喝粥都要水采纳,获得10
3秒前
shmily完成签到,获得积分10
3秒前
田様的应助被小猴采纳,获得10
4秒前
温柔梦易发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
好运来完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
ldd发布了新的文献求助10
6秒前
白昼流星发布了新的文献求助10
7秒前
c14在读文献完成签到,获得积分10
7秒前
羽毛完成签到,获得积分10
7秒前
fy完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
dd关闭了dd的文献求助
7秒前
Hello的应助被Josie采纳,获得10
9秒前
狗缘关注了科研通微信公众号
9秒前
怕黑白开水完成签到,获得积分10
10秒前
鱼头汤完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
追寻又柔发布了新的文献求助10
10秒前
英俊的铭的应助被Alsy采纳,获得10
10秒前
李程辉完成签到 ,获得积分10
11秒前
夕阴发布了新的文献求助10
11秒前
妮妮完成签到,获得积分10
11秒前
落后的孤云完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI2S的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
华仔的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
FashionBoy的应助被xk采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
迷惘墨香发布了新的文献求助10
13秒前
yyy124完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8042642
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9475316
关于积分的说明 21277865
捐赠科研通 7610955
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3391598
关于科研通互助平台的介绍 2523151
邀请新用户注册赠送积分活动 2429512