Nanocarrier Selenium yang Diaktifkan dengan Ultrasonografi: Peningkatan Bakterisida dan Promosi Osseointegrasi untuk Infeksi Terkait Implan

Abstrak
Infeksi terkait implan (IAI) merupakan komplikasi umum dan menantang dari operasi ortopedi. Penghalang fisik yang dibentuk oleh biofilm dan sistem pertahanan antioksidan bakteri melindungi mereka dari serangan agen antimikroba dan sel imun, yang menyebabkan hilangnya tulang yang tidak dapat dipulihkan dan kegagalan osseointegrasi. Untuk mengatasi tantangan ini dan meningkatkan osseointegrasi di hadapan infeksi biofilm, strategi terapi sekuensial diusulkan menggunakan nanocarrier yang diaktifkan oleh ultrasound, PLGA@H/Se, yang dirancang untuk mengganggu pertahanan bakteri dan selanjutnya meningkatkan diferensiasi osteogenik. Seperti yang diharapkan, PLGA@H/Se, ketika diaktifkan oleh ultrasound, menginduksi efek kavitasi yang mengganggu penghalang luar biofilm, sekaligus mendorong pengiriman SeNP yang dienkapsulasi dan peptida antimikroba HHC-36 secara mendalam. SeNP menargetkan pertahanan antioksidan berbasis H₂S internal pada bakteri, sehingga secara sinergis meningkatkan efek bakterisida HHC-36. Lebih jauh lagi, pelepasan SeNP yang berkelanjutan mengatur ekspresi selenoprotein, meningkatkan respons stres antioksidan, dan mengaktifkan jalur Wnt/β-catenin, yang membantu memulihkan potensi diferensiasi osteogenik BMSC yang terganggu oleh kerusakan oksidatif, baik secara in vitro maupun in vivo. Secara kolektif, sistem sekuensial berbasis ultrasound ini memfasilitasi osseointegrasi fungsional dalam kondisi patologis, yang menawarkan strategi praktis dan komprehensif untuk mengobati IAI.