武漢理工大學趙政 AFM：pH敏感光纖集成水凝膠用于感染傷口的治療與實時監測
2023-03-23 來源：高分子科技
過去幾十年來，傷口管理一直是全球醫療系統面臨的重大挑戰。特別是慢性傷口（如感染性傷口、靜脈性腿部潰瘍和糖尿病足潰瘍）不僅使患者飽受疼苦，而且由于其昂貴的治療成本，給患者帶來了巨大的經濟負擔。目前，紗布、繃帶等在臨床上仍廣泛用作傷口敷料來治療傷口，但這些材料需要經常消毒和更換，并且缺乏抗菌特性，這可能會增加傷口愈合過程中感染的風險，延長傷口愈合時間。與此同時，傷口狀態的診斷十分重要，這有助于在傷口愈合過程中及時調整治療方案。在臨床中，傷口相關的信息通常通過醫護人員的目視檢查或者利用相關分析儀器來監測，這不僅操作復雜、價格昂貴，而且缺乏時效性。因此傷口的實時監測和及時治療仍然存在重大挑戰。
武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室趙政副研究員課題組報道了一種具有雙重功能的水凝膠，既能快速診斷傷口細菌感染，又能提供及時有效的治療。首先，通過原兒茶醛@鐵螯合物（PA@Fe）螯合物與 羧甲基殼聚糖（CMCS） 制備具有雙動態鍵的CMCS- PA@Fe 水凝膠。其次，將 pH 敏感的聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 光纖集成到 CMCS-PA@Fe 水凝膠中，以獲得對傷口愈合過程具有良好實時監測能力的 pH 敏感光纖/CMCS-PA@Fe 水凝膠。pH敏感光纖/CMCS-PA@Fe水凝膠的組織粘附和自愈性能可以適應皮膚的運動和拉伸。同時，借助光熱效應，水凝膠具有優異的抗菌效果（>99.9%）。體內實驗表明pH敏感光纖/CMCS-PA@Fe 水凝膠能夠實時且準確地監測小鼠感染傷口pH值變化。此外，水凝膠還能有效促進細菌感染傷口愈合。因此，pH 敏感光纖/CMCS-PA@Fe 水凝膠在傷口護理和管理方面具有巨大的潛力，為開發智能、實時診斷和及時傷口治療提供了一個全新的平臺。
圖1. pH敏感光纖/CMCS-PA@Fe水凝膠的制備工藝及pH敏感光纖/CMCS-PA@Fe水凝膠在傷口處理和實時監測中的應用。
圖2. pH敏感光纖/CMCS-PA@Fe 水凝膠對pH響應性和實時pH監測能力
圖3. pH敏感光纖/CMCS-PA@Fe 水凝膠體內pH監測試驗和傷口愈合能力。
該研究以“The pH-Sensitive Optical Fiber Integrated CMCS-PA@Fe Hydrogels for Photothermal Therapy and Real-Time Monitoring of Infected Wounds” 為題發表于國際權威期刊《Advanced Functional Materials》。武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室碩士生閔亞軍為第一作者，碩士生韓蕊嘉為并列第一作者，趙政副研究員為通訊作者。該工作得到國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金面上項目、湖北省自然科學基金，武漢市知識創新專項項目等支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202212803
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（責任編輯：xu）
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