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  感染性傷口因持續(xù)的細(xì)菌感染嚴(yán)重阻礙傷口的愈合，甚至導(dǎo)致更嚴(yán)重的并發(fā)癥。水凝膠敷料因其獨特的保濕性、透氣性和生物相容性，為傷口愈合提供了理想的濕潤低氧微環(huán)境，廣泛應(yīng)用于慢性傷口治療。然而，傳統(tǒng)的水凝膠敷料功能單一，難以同時實時感染監(jiān)測、非抗生素抑菌、運動狀態(tài)感知等多功能特性。因此，開發(fā)診斷與治療一體化的多功能智能水凝膠敷料對感染性傷口護(hù)理與治療具有重要的臨床意義。

  近日，湖北大學(xué)張玉紅教授課題組在多功能水凝膠創(chuàng)面敷料的研究基礎(chǔ)上（Carbohyd. Polym., 2025, 351, 123136; Int. J. Biol. Macromol., 2024, 279, 135177; Int. J. Biol. Macromol., 2023, 238, 124123），通過整合電信號監(jiān)測、熱致變色診斷與光熱抗菌治療，開發(fā)了一種三明治結(jié)構(gòu)PTP水凝膠貼片用于感染性慢性傷口的智能管理。三明治結(jié)構(gòu)的中間層為單寧酸改性明膠（TGL），內(nèi)外層均為含有氯化鈉和碘的聚乙烯醇水凝膠（PAI/NS）。PTP水凝膠貼片具有良好的機(jī)械性能（拉伸應(yīng)力：51.21 kPa）、優(yōu)異的生物相容性和穩(wěn)定的導(dǎo)電性。當(dāng)貼附于活動性傷口時，PAI/NS層中的導(dǎo)電離子（Na?和Cl?）運動引起的電信號變化可實時反饋PTP貼片的完整性與貼合度。同時，傷口局部溫度升高會觸發(fā)TGL與PAI/NS之間的酸堿顯色反應(yīng)，從而提示發(fā)熱及傷口感染狀況，監(jiān)測傷口感染程度，從而通過溫和的光熱抗菌治療實現(xiàn)按需給藥。在感染性創(chuàng)面小鼠模型中，光激發(fā)的PTP 治療成功抑制了92%金黃色葡萄球菌，7天內(nèi)實現(xiàn)99%傷口閉合，其作用機(jī)制包括增強(qiáng)上皮再生、毛囊形成、致密膠原沉積和新生血管生成，且無系統(tǒng)性毒性。這種一體化診療平臺為感染傷口的可視化管理提供了新策略，在遠(yuǎn)程監(jiān)測、個性化護(hù)理及慢性復(fù)雜傷口治療方面展現(xiàn)出廣闊的臨床應(yīng)用前景。

  該研究以題為“Thermochromic, Antibacterial, and Conductive Hydrogel Patch with Sandwich Structure for Visual Infectious Chronic Wound Care and Treatment”的論文發(fā)表在《Advanced Healthcare Materials》上。碩士生楊園園為論文第一作者，湖北大學(xué)張玉紅教授、陳朝霞副教授以及武漢工程大學(xué)的江學(xué)良教授為通訊作者。

圖1 熱致變色、抗菌、導(dǎo)電PTP水凝膠貼片的制備過程及促感染性創(chuàng)面快速愈合機(jī)理示意圖。

圖2 水凝膠材料的性能表征。（a）不同改性程度GL的FTIR光譜圖。（b）PVA、PAI及PAI/NS的XRD圖譜。（c）TGL與PAI/NS的SEM圖像。（d）TGL、PAI/NS和PTP的拉伸應(yīng)力與（e）壓縮應(yīng)力曲線

圖3 （a）PAI/NS自愈合能力測試。（b）TGL、PAI/NS和PTP的可塑性能。（c）PTP在皮膚上的粘附能力測試。（d）PAI/NS和（e）PTP的透明度測試。

圖4 （a）PAI/NS的導(dǎo)電性與傳感性能測試。（a） PAI/NS水凝膠條在連接/斷開狀態(tài)下的LED亮度變化。（b）PAI/NS經(jīng)歷五次切割-重連循環(huán)后的電阻變化。（c）PAI/NS在1%、2%、3%、4%和5%拉伸應(yīng)變下的相對電阻變化曲線及（d） 相應(yīng)的GF值。PAI/NS水凝膠對不同人體活動的響應(yīng)性：（e）手指彎曲30°與60°，（f）肘部彎曲和（g）上頜彎曲60°。

圖5 （a）PTP水凝膠貼片在不同溫度下的顏色變化。（b）不同溫度下PTP水凝膠照片及對應(yīng)的RGB色值。（c）溫度與RGB信號強(qiáng)度的線性關(guān)系。（d）PTP水凝膠在不同強(qiáng)度近紅外光（808 nm）照射下的時間-溫度曲線。（e）近紅外照射（808 nm, 1.2 W/cm2）7分鐘時PTP的紅外熱成像圖。（f）PTP在近紅外（808 nm, 1.2 W/cm2）照射下的三次循環(huán)升溫曲線。（g）PTP的光熱轉(zhuǎn)換效率。

圖6 PTP的體外抗菌活性評估。（a）大腸桿菌和金黃色葡萄球菌經(jīng)不同水凝膠提取物處理（施加/不施加近紅外照射（808 nm，1.2 W/cm2））后的菌落生長圖像及對應(yīng)的統(tǒng)計結(jié)果（b、c）。（d）細(xì)菌在水凝膠提取物中浸泡1小時后的代表性FESEM圖像。

圖7 PTP的生物相容性評價。（a）經(jīng)TGL、PAI/NS、PTP或PTP + NIR處理后的活死細(xì)胞染色熒光圖像。（b）不同材料處理后的細(xì)胞存活率。（c）溶血實驗照片及（d）相應(yīng)溶血率統(tǒng)計。（e）PTP和PTP + NIR的凝血效果。PTP止血性能：（f）小鼠尾出血實驗圖像及（g）相應(yīng)的出血量統(tǒng)計。

圖8 PTP水凝膠貼片體內(nèi)促創(chuàng)面愈合效果評估。（a）治療時間軸示意圖。（b）治療第0、3、7、10、14天各組傷口的代表性照片。（c）傷口愈合軌跡記錄及（d）對應(yīng)的創(chuàng)面面積變化曲線。（e）傷口閉合率。（f）治療14天后小鼠傷口的H&E與Masson染色圖像。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adhm.202503296