细菌生物膜的形成使细菌感染成为最严重的全球健康问题之一。由于细菌和细胞外聚合物(EPS)对抗菌剂的敏感性不同，生物膜的异质性是生物膜治疗的主要挑战。

针对这一问题，浙江大学王秀瑜教授提出了一种克服生物膜异质性的治疗策略，其中抗菌剂(NO)和EPS分散剂（Fe³⁺诱导生成的活性氧(ROS)）分别加载到蛋黄壳纳米平台的蛋黄和壳层中（NONOate/NP@GA-Fe MOF），并将其用于对抗细菌生物膜感染。

本文要点：

1. 在两步乳化法结合高压设备，合成了具有蛋黄壳结构的NONOate/NP@GA-Fe MOF纳米平台，其中蛋黄为嵌入FePt@Fe₃O₄核壳纳米粒子的PEI (负载NO)，壳层为GA-Fe MOF壳。在细菌生物膜的微环境下，NONOate/NP@GA-Fe MOF纳米平台能够释放Fe³⁺并诱导产生ROS；在交变磁场作用下，NONOate/NP@GA-Fe MOF纳米平台能够可控释放NO。

2. 探究了NONOate/NP@GA-Fe MOF清除生物膜的机理。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物膜体外杀菌实验结果表明，NONOate/NP@GA-Fe MOF纳米平台具有良好的体外杀菌效果，可以通过磁屏蔽装置精确控制NONOate/NP@GA-Fe纳米平台的杀菌作用区域。扫描电镜和原子力显微镜结果证明，NONOate/NP@GA-Fe纳米平台在生物膜微环境作用生成ROS破碎EPS基质，降低生物膜的机械强度，随后在磁场作用下可控释放NO起到深层杀菌作用。

3. 定量分析了NONOate/NP@GA-Fe MOF生物膜渗透能力。细胞毒性实验证明NONOate/NP@GA-Fe MOF具有良好的生物相容性。雌性裸鼠体内的抗生物膜活性研究结果表明，该纳米平台能治疗小鼠伤口感染，具有良好的抗生物膜治疗效果。三维（3D）球形生物膜模拟实验结果表明NONOate/NP@GA-Fe MOF的渗透深度达110微米，具有良好的生物膜渗透效果。

与药代动力学特征不一致的传统联合化疗相比，该策略利用了ROS和NO的药代动力学互补性，其中具有短扩散距离和高氧化还原电位的ROS破坏了 EPS，促进了具有长扩散距离和广谱抗菌性的NO穿透生物膜并消除内部细菌。此外，三维(3D)球形生物膜模型的构建具有新颖性和临床相关性。