南京大学史本龙等团队Advanced Science!!智能水凝胶“感知-释放”协同作战,精准剿灭超级细菌,革新感染伤口治疗策略

医学研究前沿——聚焦医学前沿研究进展。100多万医学领域硕博医生们订阅的微信公众号。点击标题下蓝字“医学研究前沿”关注，我们将为您提供最有价值、最前沿的医学前沿资讯。

南京大学史本龙、朱泽章、嘉兴大学唐波林与中南大学赵行平等科研团队近期在材料科学顶尖期刊《Advanced Science》上发表了一项重要研究成果。该研究针对临床感染性伤口愈合这一长期存在的棘手难题，创造性地设计并构建了一种名为Alla@ZIF8-Gel的自适应多功能水凝胶体系，为对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等“超级细菌”感染、促进复杂伤口再生提供了全新的智能解决方案。传统伤口敷料功能单一，难以应对感染伤口复杂、动态变化的病理微环境，常常面临局部药物浓度难以维持、易被渗出液冲刷及可能诱发细菌耐药性等局限。本研究则巧妙地整合了多种生物活性成分，旨在开发一种能同时实现高效抗菌、强效抗氧化、抗炎并促进组织再生的协同治疗系统，其核心设计思路在于赋予材料“感知”伤口微环境变化并据此“智能”调控药物释放与功能发挥的能力，从而精准匹配伤口愈合不同阶段的生理需求，代表了先进伤口修复材料领域的前沿方向。

该智能水凝胶体系的构建基于两大核心功能模块的协同整合。第一个模块是经过甲基丙烯酰化与季铵化双功能修饰的羧甲基壳聚糖基质，它不仅为整个体系提供了优异的生物相容性和可注射、可光固化的物理特性，能够完美贴合不规则伤口形态，其引入的季铵盐基团更赋予了材料强大的固有抗菌能力以及对微环境中pH和离子强度的响应特性。第二个模块则是负载了天然活性物质尿囊素的ZIF8纳米颗粒，ZIF8作为一种金属有机框架材料，具有高孔隙率和pH响应性，能够将水溶性差、易被快速清除的尿囊素进行高效包载与保护，并实现“按需释放”：在感染导致伤口局部酸度升高时加速释放尿囊素以促进修复，在炎症缓解、pH恢复正常时减缓释放，从而构建了一个与愈合进程时间同步的精密药物递送系统。此外，研究团队还将强效的天然抗氧化剂白藜芦醇通过化学共轭的方式稳固地结合在水凝胶网络中，这不仅解决了其物理共混时可能出现的突释和失活问题，更能确保在整个愈合过程中持久、稳定地发挥清除活性氧、减轻氧化损伤和调控炎症的关键作用。

最终构建的Alla@ZIF8-Gel水凝胶展现出超越单一功能简单叠加的显著协同治疗效果。在针对MRSA感染伤口的体内外实验中，该材料被证实能够根据伤口微环境的动态变化，智能调控各组分的释放动力学与功能发挥时序。结果表明，该水凝胶不仅能有效抑制细菌增殖、显著减轻氧化应激与过度的炎症反应，更能从多个层面协同促进组织再生过程，包括加速胶原蛋白的有序沉积、推动再上皮化进程以及刺激新生血管的形成，从而全方位加速了感染性伤口的愈合。这项研究通过“感知-释放”一体化与“抗菌-抗氧化/抗炎-促再生”多功能协同的设计策略，成功克服了传统材料在处理复杂伤口时的局限，为开发下一代用于难愈性感染伤口治疗的智能、自适应型生物材料提供了极具创新性的设计蓝图，展现出重要的科学价值与广阔的临床转化前景。