每年有数百万的意外创伤或外科手术造成的伤口需要治疗。开放性伤口易受外界细菌感染，导致严重的伤口炎症风险，抑制伤口愈合，甚至导致死亡风险。伤口愈合过程一般包括止血、炎症、增生和的重塑。伤口敷料应用方便，治疗效果显著，是目前促进伤口愈合最常用的方法之一。虽然纱布、粘胶绷带、棉质在临床应用中广泛用作创面敷料，但这些材料在实际应用中存在一些严重的问题，如缺乏弹，影响其对创面形状的适应和贴合能力，特别是当身体部位发生频繁运动而变形时。此外，大多数伤口敷料缺乏足够的抗菌能力或需要大量抗生素，使用抗生素可能会增加细菌的耐药性。因此，研制一种能快速适应正确形状而不使用抗生素的抗菌创面敷料具有重要的现实意义。
为获得这样的创面敷料，温州医科大学生物医学工程学院沈建良研究员团队将多巴胺纳米颗粒(PDANPs)引入食品胶基质(XK，由黄原胶和魔芋葡甘聚糖组成，这两种食品增稠剂都是FDA批准的食品增稠剂)中，开发了一种用于皮肤伤口愈合的纳米复合水凝胶(XKP)。在该系统中，嵌入的PDA纳米粒子不仅与食品胶体相互作用形成机械强度高的水凝胶，而且作为光热转换剂将近红外激光辐射转化为热量，从而引发细菌死亡。此外，XKP水凝胶具有高弹性和可调的含水量，使其能够适应伤口的形状并将其隔绝，提供适合愈合的潮湿环境。体内皮肤创面愈合实验结果表明，XKP通过减轻炎症反应，促进血管重建，可明显促进创面愈合。总之，这一策略提供了一种简单实用的方法来克服传统伤口敷料的缺点，并为临床选择合适的伤口愈合材料提供了进一步的选择。该工作以“Polydopaminenanoparticle-dottedfoodgumhydrogelwithexcellentantibacterialactivityandrapidshapeadaptabilityforacceleratedbacteria-infectedwoundhealing”为题发表在近期的《BioactiveMaterials》上。
1.黄原胶(XG)和魔芋葡甘聚糖(KGM)是典型的食用胶材料，可通过混合制成协同水凝胶。通过将多巴胺纳米颗粒(PDANPs)引入食品胶基质(XK，由黄原胶和魔芋葡甘聚糖组成，这两种食品增稠剂都是FDA批准的食品增稠剂)中，开发了一种用于皮肤伤口愈合的纳米复合水凝胶(XKP)。2.XKP纳米复合水凝胶具有快速的形状适应性，能够保证敷料完全贴合创面形状。XKP水凝胶在近红外(NIR)光照射下还能产生光热效应，从而杀灭创面部位的细菌，减轻炎症，最终促进创面愈合。3.PDANPs和XK凝胶一起工作以实现预期的功能。PDANPs提高了凝胶的力学性能，防止凝胶破裂，解决了凝胶缺乏抗菌作用的问题。另外XK凝胶具有多孔结构，可以提供足够的空间来容纳PDANPs。4.XK和XKP均呈现出竹子状的层次结构，大孔排列有序。每个节点由内部隔膜和外部脊组成，可以吸收和分散来自外力的大部分能量，防止水凝胶破裂。这使得高弹性行为有利于敷料。5.PDANPs在凝胶中均匀分布(因为这些NPs含有氮)，而氧和碳在凝胶和PDANPs中都存在。最后，加入PDANPs后，水凝胶孔的平均直径有增加的趋势。有助于吸收更多的创面渗出液，从而防止细菌感染6.在引入PDANPs后，凝胶表现出良好的吸水能力，有利于伤口渗出液的吸收。7.体外近红外光热抗菌活性研究证实了XKP纳米复合水凝胶在近红外诱导下的光热活化导致细胞膜损伤，显示了在伤口愈合过程中预防细菌感染的潜力。方案(A)XKP纳米复合水凝胶的制备及(B)在细菌感染创面愈合中的应用
图1.PDANPs、XK和XKP的物理和化学性质。(A，B)透射电镜图像和(C)PDA纳米颗粒的尺寸分布。(D)XK和(E)XKP的SEM图像。(F)XKP的高倍率显微照片。(G-I)XKP元素图谱分析(SEM)。(J)XG、KGM、PDANPs、XK和XKP的FTIR光谱和(K)TGA曲线。(L)XK和XKP水凝胶的溶胀率(n=3)。
图2.对照、XK和XKP的近红外光热和体外抑菌性能。(A)XKP在可见光和近红外的吸收光谱。(B)XK水凝胶(PDA纳米颗粒含量分别为0.5、1和2mg/L)的光热效应曲线和(C)热图。(D)不同功率密度nm激光XKP的温度变化。(E)用nm激光(1W/cm2)照射XKP。(F-H)(F)对照、(G)XK和(H)XKP的大肠杆菌菌落形成单位的代表性图像，以及(L)相应的细菌活力统计数据(n=3)。(I)对照、(J)XK和(K)XKP活体(绿色荧光)和死亡(红色荧光)大肠杆菌的(I-K)染色图像。(M-O)(M)对照、(N)XK和(O)XKP大肠杆菌的扫描电镜图
图3.XK和XKP的变形能力和机械性能。XKP的宏观现象和微观机理（A）压缩前，(B)压缩时，(C)恢复时。XK和XKP的(D)储能模量、(E)损耗模量和(F)压缩试验
图4.XK和XKP的生物相容性评价。(A)溶血照片和(B)水凝胶的溶血率(%)(n=3)。(C)与L细胞共孵育1、2、3d(n=3)的各组细胞存活率(n=3)。L细胞与(D)对照组、(E)XK和(F)XKP接触3d后进行活/死染色，绿色荧光为活细胞，红色荧光为死亡细胞。
图5.XK和XKP对伤口愈合的体内评估。(A)建立感染性大鼠全层缺损模型的过程及XKP诱导的局部光热治疗。(B)实时红外热像；(C)XK和XKP在nm激光(1W/cm~2)作用下的光热加热曲线。(D)XKP形状适应性性能测试(皮肤重复拉伸-压缩循环10次，红色箭头表示皮肤运动方向)。(E)失血(n=3)和(F)断尾照片：对照组、纱布、XK和XKP。(G)代表性皮肤伤口照片。(H)PBS、XK、XKP组0、3、7、14天的示意图和创面面积图(n=3)。
图6.活体组织病理学分析，从左至右：PBS、XK和XKP。(A)HE染色和(B)放大图像。(C)Masson三色染色和(D)放大图像。(E)CD31和(F)TNF-α免疫荧光标记后组织切片的代表性照片。
参考文献：
QiankunZeng,YunaQian,YijingHuang,FengDing,XiaoliangQi,JianliangShen.Polydopaminenanoparticle-dottedfoodgumhydrogelwithexcellentantibacterialactivityandrapidshapeadaptabilityforacceleratedbacteria-infectedwoundhealing.BioactiveMaterials,,6(9),-
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