In western countries, one patient on twenty will develop a nosocomial infection during his hospitalization at health care facilities. Classical antibiotics being less and less effective, this phenomenon is expanding year after year. Prevention of bacteria colonization of implantable medical devices constitutes a major medical and financial issue. In this study, we developed an antibacterial coating based on self-assembled Fmoc-tripeptide. Fmoc-FFpY peptides (F: phenylalanine; Y: tyrosine; p: PO42–) are dephosphorylated enzymatically into Fmoc-FFY by action of alkaline phosphatase functionalized silica nanoparticles (NPs@AP), previously deposited on a surface. Fmoc-FFY peptides then self-assemble through π–π stacking interactions, hydrogen bonds and hydrophobic interactions adopting β-sheets secondary structures. The obtained hydrogel coatings show fibrillary structures observed by cryo-scanning electron microscopy with a thickness of few micrometers. At low concentration (≤0.5 mg.mL–1), self-assembled Fmoc-FFY has a superior antibacterial activity than Fmoc-FFpY peptide in solution. After 24 h of incubation, Fmoc-FFY hydrogel coatings fully inhibit the development of Gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus). The antibacterial effect is maintained on an in vitro model of repetitive infection in the case of S. aureus. This coating could serve in infections were Gram positive bacteria are prevalent, e.g., intravascular catheter infections. This work gives new insights toward the design of an alternative antimicrobial coating.

中文翻译：

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Fmoc-三肽的表面触发自组装作为抗菌涂层

在西方国家，一名 20 岁的患者在医疗机构住院期间会发生院内感染。传统抗生素的效果越来越差，这种现象正在逐年扩大。防止植入式医疗器械的细菌定植是一个主要的医疗和财务问题。在这项研究中，我们开发了一种基于自组装 Fmoc-三肽的抗菌涂层。Fmoc-FFpY 肽（F：苯丙氨酸；Y：酪氨酸；p：PO42–）通过碱性磷酸酶功能化二氧化硅纳米粒子（NPs@AP）的作用被酶促脱磷酸化为 Fmoc-FFY，先前沉积在表面上。Fmoc-FFY肽然后通过π-π堆积相互作用、氢键和疏水相互作用自组装，采用β-折叠二级结构。获得的水凝胶涂层显示出通过低温扫描电子显微镜观察到的纤维结构，厚度为几微米。在低浓度（≤0.5 mg.mL–1）下，自组装 Fmoc-FFY 在溶液中比 Fmoc-FFpY 肽具有更好的抗菌活性。孵育 24 小时后，Fmoc-FFY 水凝胶涂层完全抑制革兰氏阳性金黄色葡萄球菌（S. aureus）的发展。在金黄色葡萄球菌的情况下，在重复感染的体外模型上保持抗菌作用。这种涂层可用于革兰氏阳性菌普遍存在的感染，例如血管内导管感染。这项工作为替代抗菌涂层的设计提供了新的见解。在低浓度（≤0.5 mg.mL–1）下，自组装 Fmoc-FFY 在溶液中比 Fmoc-FFpY 肽具有更好的抗菌活性。孵育 24 小时后，Fmoc-FFY 水凝胶涂层完全抑制革兰氏阳性金黄色葡萄球菌 (S. aureus) 的发展。在金黄色葡萄球菌的情况下，在重复感染的体外模型上保持抗菌作用。这种涂层可用于革兰氏阳性菌普遍存在的感染，例如血管内导管感染。这项工作为替代抗菌涂层的设计提供了新的见解。在低浓度（≤0.5 mg.mL–1）下，自组装 Fmoc-FFY 在溶液中比 Fmoc-FFpY 肽具有更好的抗菌活性。孵育 24 小时后，Fmoc-FFY 水凝胶涂层完全抑制革兰氏阳性金黄色葡萄球菌 (S. aureus) 的发展。在金黄色葡萄球菌的情况下，在重复感染的体外模型上保持抗菌作用。这种涂层可用于革兰氏阳性菌普遍存在的感染，例如血管内导管感染。这项工作为替代抗菌涂层的设计提供了新的见解。在金黄色葡萄球菌的情况下，在重复感染的体外模型上保持抗菌作用。这种涂层可用于革兰氏阳性菌普遍存在的感染，例如血管内导管感染。这项工作为替代抗菌涂层的设计提供了新的见解。在金黄色葡萄球菌的情况下，在重复感染的体外模型上保持抗菌作用。这种涂层可用于革兰氏阳性菌普遍存在的感染，例如血管内导管感染。这项工作为替代抗菌涂层的设计提供了新的见解。