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香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士團(tuán)隊(duì) AFM：自上而下法制備AIE/柔性木基傷口敷料 - 助力耐藥菌感染傷口快速愈合
2025-02-13  來(lái)源：高分子科技

  手術(shù)、戰(zhàn)場(chǎng)、意外事故等均可能造成身體創(chuàng)傷，傷口愈合過(guò)程中極易引發(fā)細(xì)菌感染，導(dǎo)致持續(xù)疼痛、焦慮、慢性疾病等問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)長(zhǎng)期住院甚至死亡。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每年約有12%的足部潰瘍因無(wú)法痊愈而需截肢，其5年病死率高達(dá)50%，這一比例遠(yuǎn)超腸癌、乳腺癌、前列腺癌等常見(jiàn)癌癥。此外，感染傷口的治療費(fèi)用也極為高昂，每年相關(guān)費(fèi)用超過(guò)500億美元，給醫(yī)療系統(tǒng)和財(cái)政帶來(lái)了沉重負(fù)擔(dān)。目前市面上常見(jiàn)的傷口敷料，無(wú)論是傳統(tǒng)的醫(yī)用紗布敷料，還是新興的水凝膠敷料、水膠體敷料、液體敷料、泡沫敷料等，大多存在廣譜長(zhǎng)效抑菌功能不足，缺乏對(duì)傷口周?chē)鷿癍h(huán)境的智能感知和調(diào)控能力等問(wèn)題，導(dǎo)致傷口愈合周期較長(zhǎng)。同時(shí)，一些高性能的傷口敷料因加工過(guò)程復(fù)雜耗能、生產(chǎn)效率低、價(jià)格昂貴，嚴(yán)重限制了其大規(guī)模臨床應(yīng)用。


  為解決這一難題，香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士、趙征教授、丘子杰教授及廣州醫(yī)科大學(xué)李瑩教授，在《Advanced Functional Materials》期刊上發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究成果。該研究通過(guò)簡(jiǎn)單高效的自上而下策略，開(kāi)發(fā)出一種AIE/柔性木基光動(dòng)力抗菌傷口敷料（AIE/FW），這種敷料不僅具有高效的抗菌功能和優(yōu)異的濕度管理能力，還具備良好的生物相容性和生物可降解性，為新一代生物基抗菌功能敷料的規(guī)�；a(chǎn)提供了重要設(shè)計(jì)藍(lán)圖。


  相關(guān)成果以“Top-Down Assembly of Photosensitizable Flexible Wood Dressing with Synergistic Effect of Anti-Infection and Moisture Management”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》期刊上（Adv. Funct. Mater. 2025, 2423123），香港中文大學(xué)（深圳）博士后黃思琪、香港科技大學(xué)博士后王再禹為論文第一作者。


  理想的傷口敷料應(yīng)具備在發(fā)炎和膿腫等惡劣條件下抑制復(fù)雜細(xì)菌感染的能力，同時(shí)在有滲液滲出時(shí)既能有效吸收滲出物，又能保持創(chuàng)面濕潤(rùn)。然而，大規(guī)模生產(chǎn)兼具高效廣譜抗菌功能和優(yōu)異濕度管理能力的高性能傷口敷料一直是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。這項(xiàng)研究另辟蹊徑，首先對(duì)儲(chǔ)量豐富且環(huán)境友好的天然木材進(jìn)行簡(jiǎn)單的脫木素處理，保留了其具有吸濕透濕特性的三維分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，并賦予其超柔韌性，使其能夠舒適貼合人體皮膚（圖1）。在此基礎(chǔ)上，研究人員針對(duì)性地設(shè)計(jì)合成了硅氧烷接枝帶有正電荷的AIE光敏分子（DTCSPYSi），該分子不僅具有高效的活性氧產(chǎn)生能力，展現(xiàn)出優(yōu)異的光動(dòng)力抗菌性能，細(xì)胞毒性小，而且能夠與木材牢固結(jié)合（圖2-4）。研究人員巧妙地利用DTCSPYSi的強(qiáng)殺菌效果和低細(xì)胞毒性，有效預(yù)防創(chuàng)面感染，減輕炎癥反應(yīng)。同時(shí)，結(jié)合DTCSPYSi的疏水特性以及木材透濕透氣、吸濕調(diào)濕的固有屬性，為傷口愈合提供了一個(gè)適宜的濕環(huán)境。通過(guò)光動(dòng)力抗菌治療和濕度管理的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了雙效促進(jìn)耐藥菌感染傷口快速愈合的效果。


圖1. AIE/柔性木基傷口敷料的設(shè)計(jì)策略及促進(jìn)傷口愈合機(jī)制。


圖2. DTCSPYSi的活性氧產(chǎn)生能力及光動(dòng)力抗菌效果。


圖3. DTCSPYSi的低細(xì)胞毒性。


圖4. AIE/柔性木基傷口敷料的加工策略及柔韌性研究。


  木材經(jīng)過(guò)脫木素處理后，會(huì)暴露出更多豐富的活性官能團(tuán)，這有利于其與帶有正電荷和硅氧烷基團(tuán)的DTCSPYSi發(fā)生相互作用。因此，通過(guò)簡(jiǎn)單的浸漬處理，即可將AIE光敏分子引入木材細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)。最終得到的AIE/FW敷料柔韌親膚、舒適貼合（圖4），具有高達(dá)99.73%的高效光動(dòng)力抗菌功能，適宜傷口愈合的吸濕透濕性，以及優(yōu)異的生物相容性（圖5）。通過(guò)光動(dòng)力抗菌和濕度管理的協(xié)同作用，AIE/FW敷料能夠有效縮短感染傷口的炎癥期，促進(jìn)組織增殖再生，顯著縮短傷口愈合周期（圖6，7）。


圖5. AIE/柔性木基傷口敷料的光動(dòng)力殺菌效果、濕度管理評(píng)價(jià)及生物相容性研究。


圖6. AIE/柔性木基傷口敷料在耐藥菌感染傷口模型中的體內(nèi)愈合效果及組織學(xué)評(píng)價(jià)。


圖7. AIE/柔性木基傷口敷料在耐藥菌感染傷口模型中的免疫熒光炎癥分析。


  值得一提的是，與其他文獻(xiàn)報(bào)道的傷口敷料相比，該項(xiàng)研究提出的AIE/FW敷料綜合性能極為突出。它不僅兼具優(yōu)異的光動(dòng)力殺菌及濕度管理功能，還擁有良好的生物相容性和環(huán)境相容性，且價(jià)格低廉、易于規(guī)�；a(chǎn)。這使得AIE/FW敷料在臨床急性、慢性創(chuàng)面治療以及皮膚組織再生修復(fù)等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。


  全文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202423123

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（責(zé)任編輯：xu）
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