武汉理工大学赵政 AFM：pH敏感光纤集成水凝胶用于感染伤口的治疗与实时监测

2023-03-23 来源：高分子科技

过去几十年来，伤口管理一直是全球医疗系统面临的重大挑战。特别是慢性伤口（如感染性伤口、静脉性腿部溃疡和糖尿病足溃疡）不仅使患者饱受疼苦，而且由于其昂贵的治疗成本，给患者带来了巨大的经济负担。目前，纱布、绷带等在临床上仍广泛用作伤口敷料来治疗伤口，但这些材料需要经常消毒和更换，并且缺乏抗菌特性，这可能会增加伤口愈合过程中感染的风险，延长伤口愈合时间。与此同时，伤口状态的诊断十分重要，这有助于在伤口愈合过程中及时调整治疗方案。在临床中，伤口相关的信息通常通过医护人员的目视检查或者利用相关分析仪器来监测，这不仅操作复杂、价格昂贵，而且缺乏时效性。因此伤口的实时监测和及时治疗仍然存在重大挑战。

武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室赵政副研究员课题组报道了一种具有双重功能的水凝胶，既能快速诊断伤口细菌感染，又能提供及时有效的治疗。首先，通过原儿茶醛@铁螯合物（PA@Fe）螯合物与羧甲基壳聚糖（CMCS）制备具有双动态键的CMCS- PA@Fe 水凝胶。其次，将 pH 敏感的聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 光纤集成到 CMCS-PA@Fe 水凝胶中，以获得对伤口愈合过程具有良好实时监测能力的 pH 敏感光纤/CMCS-PA@Fe 水凝胶。pH敏感光纤/CMCS-PA@Fe水凝胶的组织粘附和自愈性能可以适应皮肤的运动和拉伸。同时，借助光热效应，水凝胶具有优异的抗菌效果（>99.9%）。体内实验表明pH敏感光纤/CMCS-PA@Fe 水凝胶能够实时且准确地监测小鼠感染伤口pH值变化。此外，水凝胶还能有效促进细菌感染伤口愈合。因此，pH 敏感光纤/CMCS-PA@Fe 水凝胶在伤口护理和管理方面具有巨大的潜力，为开发智能、实时诊断和及时伤口治疗提供了一个全新的平台。

图1. pH敏感光纤/CMCS-PA@Fe水凝胶的制备工艺及pH敏感光纤/CMCS-PA@Fe水凝胶在伤口处理和实时监测中的应用。

图2. pH敏感光纤/CMCS-PA@Fe 水凝胶对pH响应性和实时pH监测能力

图3. pH敏感光纤/CMCS-PA@Fe 水凝胶体内pH监测试验和伤口愈合能力。

该研究以“The pH-Sensitive Optical Fiber Integrated CMCS-PA@Fe Hydrogels for Photothermal Therapy and Real-Time Monitoring of Infected Wounds” 为题发表于国际权威期刊《Advanced Functional Materials》。武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室硕士生闵亚军为第一作者，硕士生韩蕊嘉为并列第一作者，赵政副研究员为通讯作者。该工作得到国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目、湖北省自然科学基金，武汉市知识创新专项项目等支持。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202212803

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（责任编辑：xu）

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